珊瑚礁生(shēng)态

非典型珊瑚: 從(cóng)這(zhè)些(xiē☆☆™₽)生(shēng)活在極端條件(jiàn)下(xià)的(de)生(shēng ÷)物(wù)中學到(dào)的(de)教訓

2022-01-12

珊瑚礁是(shì)受人(rén)類活動威脅最大(dà)的(de)生(shēng)态系統☆♠©≠之一(yī)。由于環境不(bù)斷變化(hu‌®à),珊瑚面臨著(zhe)巨大(dà)的(de)挑戰,因為£§(wèi)氧氣消耗、溫度上(shàng)升和(hé)海(hǎi)洋酸化(hλ↑uà)等原因,它們要(yào)适應亞理(lǐ)想或極端的(d±♣♣ e)條件(jiàn)。

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為(wèi)了(le)解珊瑚的(de)适應能(néng)力,已經在野外(w♦✘ài)、在次優(邊緣)或極端條件(jiàn)下(₹€π₹xià)建立的(de)珊瑚礁上(shàng)進行(xíng)了(le)科(∏"'kē)學研究。 為(wèi)什(shén)麽要(yào)¥δ在野外(wài)研究它們,而不(bù)是(shì)在實驗室中模拟條件(jσ≠×∑iàn)? 其實,通(tōng)過在野外(wà✘φi)進行(xíng)這(zhè)些(xiē)研究,可(kě)以最大(dà)限度地(dì)€Ω✘≤延長(cháng)珊瑚礁在特定條件(jiàn)下(xià)的(de)暴露時(shí)間(jiān ¶),從(cóng)而可(kě)以觀察共同發生(shēσλλ ng)的(de)壓力源下(xià)的(de)群落相(xiδ¥↔✔àng)互作(zuò)用(yòng)和(hé)生(shēng)物(wù)過程,這(zhè)↕→δλ些(xiē)條件(jiàn)在實驗室中是(shì)難以複制(zhì)的(>↓de)。 這(zhè)可(kě)以為(wèi)珊瑚在未來(lái)幾♦↔​年(nián)如(rú)何适應或适應不(bù)斷變化(huà)的(de∞™♦✔)條件(jiàn)提供一(yī)些(xiē)線索。∑¶< 這(zhè)些(xiē)生(shēng)态系統充當“自(zì)然實驗室”,&n‌€bsp;研究生(shēng)物(wù)體(tǐ)對(duì)諸如(rú)¶♠Ω暴露于高(gāo)溫、靠近(jìn)火(huǒ)山(shān)口而導​δ緻的(de)低(dī) pH 值、城(chéng✘™∞≈)市(shì)和(hé)高(gāo)濁度條件(jiàn)、中™♠δ"光(guāng)區(qū)域等條件(jiàn)的(d↕&e)反應。

為(wèi)了(le)收集迄今為(wèi)止收集到(dào÷β)的(de)關于該主題的(de)科(kē)學知<α(zhī)識,由阿布紮比大(dà)學的(de)$>σε研究員(yuán)約翰·伯特與多(duō)所大(dà)學和λ♥ (hé)研究機(jī)構的(de)研究人(rén)員(yuán)合作(zuò),于 2020 年(♦'nián)在科(kē)學期刊《珊瑚礁》上(shàng)發表了(le)一(yī)篇評述論文∑€(wén) 在澳大(dà)利亞、美(měi)國(guó)和(hé)新加坡€¥設有(yǒu)中心。

盡管在文(wén)章(zhāng)中,作(zuò)者發了(le)幾種不(bù)同類型的(de)•"珊瑚礁結果,但(dàn)是(shì)這(zhè)裡(lǐ)隻會(huì)描述暴露在極端>≈溫度下(xià)的(de)珊瑚礁和(hé)濁帶中的(de)珊瑚礁情況。

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(圖1: 邊緣和(hé)極端環境條件(jiàn)下(x∞<δià)與珊瑚礁相(xiàng)關的(de)科(kē)學出版±→物(wù)的(de)空(kōng)間(jiān)(左)和(hé)÷<時(shí)間(jiān)(右)分(fēn)布。在左邊,圓圈的(de)大(d>↑à)小(xiǎo)顯示了(le)不(bù)同地(dì)區(qū)的(♠≠±de)出版物(wù)數(shù)量;右邊的(de)曲線顯示了(le)每種珊瑚礁類型随時φ®↓(shí)間(jiān)累積的(de)科(kē)學出版物(wù)數(shù↑δ)量)

 

 

·珊瑚對(duì)高(gāo)溫的(de)抵抗力

由于潮汐的(de)變化(huà),淺層珊瑚礁的(de)環境條件(jià÷​•®n)不(bù)斷變化(huà),最近(jìn)又(yòu)由于氣候變化(huà™&★∞)而加劇(jù)。因此,珊瑚面臨著(zhe)來(lái)自(zì)生(shēng)存環境的¶≥(de)各種壓力。

過去(qù)幾年(nián)的(de)熱(rè)浪使淺水(shuǐ)和(♦↑♥hé)礁湖(hú)成為(wèi)人(rén)們關注↓∑¶的(de)焦點。事(shì)實上(shàng),雖然大(dà)多(duō)數(shù)珊瑚礁地(d‌δ✘♥ì)區(qū)的(de)珊瑚覆蓋面積持續減少(shǎo),但(dàn)一(yī)些(xσ<‍iē)珊瑚群落表現(xiàn)出顯著的(de)耐熱(rè)性。通(tōng)過他(tε★÷ā)們的(de)研究,科(kē)學家(jiā)們已經确定了(le)它們在高(gāo)溫下©γ(xià)站(zhàn)立和(hé)生(shēng)存 ±¶的(de)方式。

在這(zhè)種耐藥性的(de)基礎上(shàng)已經确定了(le)幾種機(∞→σ←jī)制(zhì),其中之一(yī)就(jiù)是(shì)微(wēi)生(↔ σ​shēng)物(wù)群的(de)作(z'÷€uò)用(yòng)。一(yī)方面,與珊瑚相(xiàng)關的(deλ♦)微(wēi)生(shēng)物(wù)的(de)組≈£±∑成具有(yǒu)可(kě)塑性,它們根據栖息地(dì)的(de)不(bù)同而變化(hu≈×✔∏à),這(zhè)使得(de)共生(shēngΩ♦)功能(néng)體(tǐ)(Holobiont)能↕¶(néng)夠适應不(bù)斷變化(huà)的(de)環境。

另一(yī)方面,在高(gāo)物(wù)種特↑∞ ≈成性和(hé)高(gāo)水(shuǐ)溫地(dì)區(qū)(如(rú)波斯§β £灣)進行(xíng)的(de)研究表明(míng),珊瑚更能(néng)忍受高(gāo•> )溫,這(zhè)是(shì)因為(wèi)它們與耐高(gāoπ")溫微(wēi)藻類嗜熱(rè)枝藻(Cladoc♣↔✘​opium thermophilum)的(de)永久™‌≥聯系及與其他(tā)機(jī)制(zhì)的(de)關系影(yǐng)響。

然而,對(duì)這(zhè)些(xiē)極端溫度的(de)抵抗并不(b'Ωù)能(néng)使珊瑚礁免疫。與在阿曼海(hǎi)發現(xiàn)的(de)類似物(w"§ù)種相(xiàng)比,在波斯灣等非理(lβ↓ ǐ)想的(de)高(gāo)溫條件(jiàn)下(xià)生↕♠♣σ(shēng)存所需的(de)能(néng)量成本使得(de)珊瑚體(tǐ)積£☆✔更小(xiǎo),鈣化(huà)能(néng)力和(hé)繁殖力也(yě)更小(‌ ×$xiǎo)。此外(wài),研究還(há↔γ i)發現(xiàn),溫度壓力會(huì)削弱珊瑚抵禦疾病的 ±(de)能(néng)力,使它們更容易受到(dà↓♥σ'o)疾病的(de)傷害。

 

·珊瑚對(duì)渾濁環境的(de)适應

渾濁的(de)珊瑚礁與清澈的(de)珊瑚礁形成鮮明(míng)對(duì¶≠✘)比,因為(wèi)它們含有(yǒu)大(dà)量懸浮沉• 積物(wù)。雖然沉積物(wù)降低(dī)了(l♠σαεe)光(guāng)強度,并影(yǐng)響蟲黃(huán♦≠g)藻的(de)光(guāng)合作(zuò)用∑δ≤(yòng),但(dàn)實地(dì)研究表明(míng),當暴露于類似的(deα₩®π)溫度時(shí),一(yī)些(xiē)渾濁的(de)沿海(λσ★hǎi)珊瑚礁的(de)珊瑚死亡率,低(dī)于清澈的(de)水(shuǐ)域珊瑚礁。♣ε×&這(zhè)種對(duì)熱(rè)應力的(de)<≈ §抵抗,主要(yào)是(shì)由于渾濁環境的(de)低(dī)亮(liàng)度,限制(zhì≈ε)了(le)太陽輻照(zhào)對(duì)珊瑚的(de)£✘♥ε影(yǐng)響,從(cóng)而限制(zhì)了(le)珊瑚的(de)白(b ∑π'ái)化(huà)。因此,渾濁既可(kě)以被視(shì)為(≤¶♦πwèi)一(yī)種威脅,也(yě)可(kě)以被視(shì)為(wèi)一(yī)種生(shēn¥ <g)存手段。

然而,自(zì)然渾濁度往往由于泥沙徑流和(hé)化(huàγ&≠)學污染物(wù)(農(nóng)藥、殺蟲劑、廢物(wù)、污水(sh ←>"uǐ)),而逐漸加劇(jù)。在這(zhè)種情況下(xià),珊♠♠&瑚和(hé)魚類會(huì)受到(dào)有(yǒu∞✔)害的(de)影(yǐng)響。事(shì)實上(s≥ hàng),當沉積物(wù)中有(yǒu)污染物(wù)時(shí),魚類的(de)能(néng)§™見(jiàn)度就(jiù)會(huì)受到(dà±®o)影(yǐng)響,從(cóng)而削弱它們尋找庇護所的(de)能(néng)力。此外(wài∞$),微(wēi)小(xiǎo)的(de)顆$απ粒堆積在魚鰓上(shàng),限制(zhì)了(le)魚的(de)吸氧能(¥δ©néng)力。這(zhè)些(xiē)數(shù)據凸顯了(le)渾濁度對(duì)✔♥珊瑚礁影(yǐng)響的(de)複雜(zá)性,以及為↔§(wèi)什(shén)麽沉積和(hé)徑流通(tōng)常被認為(wèi)是(shì)主要(y®≤ào)威脅。

 

·結論

珊瑚礁當前所受到(dào)的(de)人(rén)為(wèi)壓力影(yǐng)∑←響,史無前例。因此,了(le)解邊緣珊瑚礁的(de)位置以及它們在次優或極端環境條件(jiàn) ₹→下(xià)生(shēng)存的(de)不(bù)同因素是(shì)至關重要(yào)的(de)ΩΩ'。這(zhè)些(xiē)珊瑚能(néng)夠應對(duì)不(bù)斷上( ÷✘shàng)升的(de)溫度和(hé)高(gāo)濁度,  這(zhè)是(shì)通(tōng)過自(zì)然選擇獲得(de)的(de)适應能(×πnéng)力的(de)結果,使它們得(de)以生(sh ≥ēng)存,尤其是(shì)通(tōng)過它們的(de)共生(shēng$¶∏★)關系。借助他(tā)們在自(zì)然環境中的(de)研究,讓我們得(de)以強調并←≥↔ 重視(shì)這(zhè)些(xiē)生€π'¥(shēng)物(wù)所擁有(yǒu)的(de)價值資源。

 

 

(資料來(lái)源:Coral Guardia‌₩n)


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海(hǎi)南(nán)熱(rè)海(hǎ¶♣≥i)所是(shì)一(yī)家(jiā)非營利性的(de)¶ →省級科(kē)研機(jī)構,成立于200₹•σ3年(nián)。熱(rè)海(hǎi)所在珊瑚礁±←£的(de)研究中對(duì)珊瑚的(de)全球性危機(jī)及解決方案等提ελ©出新的(de)見(jiàn)解,在珊瑚礁的(de)修複中取得(de)新的(d§£e)技(jì)術(shù)成就(jiù),并大(dà♦×♠)力推進珊瑚花(huā)園、百萬珊瑚培育計(jì)劃及珊瑚種質庫建設,力↓→争完成一(yī)次全球最大(dà)規模的(de)δ♥'‌珊瑚培育及珊瑚礁生(shēng)态修複行(xíng)動。


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