一种还是两种?沸沸扬扬十年的珊瑚争论或许终于有了定论

Coral reef with a variety of fish in the ocean.
A coral reef, which houses many different fish in the ocean.Image: Olga Tsai/Unsplash
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  • 研究人员发现,Plexaura homomalla 与 kükenthali 实际上是两种独立的物种。

  • 二者在形态、基因组、生殖和共生方面均存在差异。

  • 更好地了解海洋生物,有助于我们应对气候变化,并保护生态系统的生物多样性。

一项新发现或许能够平息持续数十年的争论:某一类珊瑚究竟是一个物种还是两个物种。

2016年,两位珊瑚礁研究人员在美属维尔京群岛圣约翰岛附近海域夜潜时,看到了一个意想不到的景象:一簇枝条纤细、随波摇曳的珊瑚群体正在向水中释放幼虫。

这种繁殖方式并不罕见,但此次所见的行为之所以令人惊讶,是因为这种珊瑚是名为 Plexaura kükenthali的物种。

几十年来,科学家一直争论 P. kükenthali 究竟是独立物种,还是与另一种名为 Plexaura homomalla 的珊瑚属于同一物种。P. homomalla 已知会向水中释放 精子和卵子,而非已发育成型的幼虫。

“我一直在想,这两种形态是否真的是两个物种,而那一刻,我们意识到它们必定不同。”水利学教授兼布法罗大学环境与可持续发展教授霍华德·拉斯克(Howard Lasker)说道。他与博士生兼珊瑚科学家安吉拉·马丁内斯·金塔纳(Angela Martinez Quintana)共同完成了2016年的这一观察。

不过,要做出更确定的结论,还需要更多证据。

几十年来,科学家一直争论 P. kükenthali 是否为独立物种。Image: Thinga
水中漂浮着白色细点,那是雌性 P. homomalla 的卵。Image: Mary Alice Coffroth

珊瑚研究历史

这个问题看似深奥:到底什么是物种?

“你永远无法得到一个完美的答案,不同的人会给出不同的说法,”第一作者杰西·佩洛西(Jessie Pelosi)说道。她毕业于环境地球科学与生物科学专业,目前正在佛罗里达大学攻读生物学博士学位。

“对于 P. kükenthali 与 P. homomalla而言,争论一直存在:它们究竟是不同的物种,还是实际上就是同一个物种?它们最初被描述为独立物种,随后被合并,之后又再次被分开。”

图片展示的是佛罗里达的 P. homomalla 珊瑚。Image: Mary Alice Coffroth,发表于《Coral Reefs》

佩洛西在听取布法罗大学另一位教授兼珊瑚科学家玛丽·爱丽丝·科夫罗思(Mary Alice Coffroth)和拉斯克讲述这段历史后,决定深入探究。两位学者都鼓励佩洛西通过一个本科生研究项目进一步探讨这一主题,目标是更全面地评估这两种珊瑚是否如人们现在所说的那样,确实是两个不同的物种。

对 P. kükenthali 与 P. homomalla 的深入研究成果发表在期刊 Coral Reefs 上。

珊瑚会杂交吗?

“我认为所有数据都表明,它们是两个独立的物种,”佩洛西说道,“我们考察了多种因素,包括形态、基因组、生殖和共生方面的差异。”

在形态上,研究团队发现,两个物种各自产生的名为棒状体和梭形体的碳酸钙结构,在形状和大小上存在差异。佩洛西表示,此外,科学家还发现了“两个物种之间基因组中存在显著的遗传差异”,并观察到二者在繁殖时间和方式上也有不同。最后,P. kükenthali 与 P. homomalla 倾向于以不同类型的藻类作为共生体。

该研究建立在1998年的一篇论文基础之上,该论文发表于期刊 Avicennia,作者为佩德罗·加西亚-帕拉多(Pedro García-Parrado)和佩德罗·M·阿尔科拉多(Pedro M. Alcolado)。他们在考察了两者的部分形态特征和深度偏好后,将 P. kükenthali 与 P. homomalla 界定为独立物种。

佩洛西指出,“这其中存在一些有趣的复杂情况”,两个物种的特征之间存在一定重叠。例如,P. kükenthali 与 P. homomalla 上的部分棒状体和梭形体非常相似,尽管总体的形状和大小趋势表明二者形态存在差异。此外,研究人员还发现一个珊瑚群体,似乎是 P. kükenthali 与 P. homomalla 的杂交后代,这表明亲缘关系相近的这两个物种之间仍会发生杂交,尽管这种现象的频率尚不清楚。

总体而言,证据表明 P. kükenthali 与 P. homomalla 是独特的物种,佩洛西和拉斯克表示。

“这是一项非常好的研究,因为它涉及多个不同的方面,”拉斯克说道,他是这篇新论文的资深作者。“它在某种程度上表明,我们对这些生物的了解还非常有限。”(没错,珊瑚是动物。)

佩洛西指出,除了单纯的好奇心之外,出于实际考虑,了解 P. kükenthali 与 P. homomalla 这类软珊瑚的生物学特性同样重要。

“我们注意到,在某些地区,八放珊瑚,即软珊瑚,似乎比石珊瑚或硬珊瑚更能承受气候变化的影响。因此,软珊瑚在保护珊瑚礁生物多样性方面确实发挥着重要作用,并为珊瑚礁鱼类以及蜗牛和虾等小型无脊椎动物提供栖息地。”

其他合著者来自奥本大学、罗德岛大学和布法罗大学。美国国家科学基金会、罗德岛大学和布法罗大学为该项研究提供了支持。

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