珊瑚礁对气候变化高度敏感,海水温度升高可能导致其白化并死亡。
然而,一些珊瑚比其他珊瑚更能抵御气候变化。
研究人员正致力于识别并了解使某些珊瑚更具抵抗力的各种因素。
其中一个因素可能是珊瑚体内存在的某些藻类。
关于珊瑚适应并存活于环境变化(例如近期创纪录的海表温度升高,该升高与气候危机相关)的能力,似乎比科学家此前所认为的更为复杂。
在一项新的研究中,研究人员对一种常见的加勒比珊瑚物种做出了令人惊讶的发现,这些发现可能有助于保护珊瑚免受白化及其他由气候变化所造成的破坏性影响。
“全球生态系统正经历前所未有的结构与功能变化,随着大气二氧化碳水平和温度在人类世中持续上升。其中一个生态系统特别容易受到这些变化影响的是珊瑚礁,因为大多数造礁珊瑚生活在热带地区,且已接近其热耐受上限,”研究人员在研究结果中解释道。“海温仅需小幅升高——例如在4周内比月平均最高温度高出1°C,即4°C热周(heating weeks)——便可能导致刺胞动物宿主与其胞内光合甲藻之间的共生关系瓦解。这一现象通常被称为珊瑚白化。”
研究团队由生物科学助理教授卡莉·肯克尔(Carly Kenkel)领导,她任职于南加州大学多恩赛夫文理学院。为了查明已能在较高温度下存活的珊瑚种群能否将其耐热性遗传给后代,研究团队聚焦于Orbicella faveolata(山状星珊瑚),南加州大学多恩赛夫学院表示。
科学家惊讶地发现,耐热性较弱种群的后代在高温暴露下的表现,优于耐热性较强种群的后代。
这些发现与科学家普遍持有的观点相悖,即耐热珊瑚的后代也应具有耐热性。
“这项研究结果对于我们如何看待拯救珊瑚礁具有重大意义,”肯克尔在新闻稿中表示。“事情并不像单纯培育更耐热的珊瑚那么简单。”
该研究题为“Orbicella faveolata幼虫群体的表现与此前观测到的成年源种群耐热性不一致”,发表于期刊《Global Change Biology》。
因海洋温度上升而发生的珊瑚白化会削弱珊瑚,使其更易感染疾病。
为了查明哪些珊瑚能更好地应对温度升高,研究团队从佛罗里达群岛(Florida Keys)的两个珊瑚礁采集了珊瑚生殖细胞,即配子。其中一个礁位于较近岸处,另一个位于更远的离岸处。
研究团队在受控环境中进行珊瑚育种,使幼虫暴露于模拟的热应激条件下。在测量珊瑚的存活情况及其基因活性后,他们惊讶地发现,已知耐热性较弱种群的幼虫存活率更高,应激迹象更少。这表明,珊瑚后代应对较高温度的能力可能受多种因素影响,包括其亲代珊瑚是否发生过白化、白化的频率,以及是否遭遇过其他环境应激源。
科学家表示,还需要更多研究,因为他们只聚焦于一种特定的珊瑚物种,而不同物种可能有不同的反应。自然界中影响珊瑚礁的因素还包括温度以外的其他因素,这些因素在受控的实验室环境中并不存在。
研究团队希望更深入地探讨珊瑚如何适应并将其抵抗力传递给后代,同时考虑其历史、与其他海洋生物的关系,以及珊瑚礁整体健康状况对其产生的影响。
肯克尔表示,保护珊瑚可能需要采取更为全面的方法。
“我们可能需要考虑影响珊瑚存活的其他因素以及更多样化的干预措施,而不是仅专注于培育更耐热的珊瑚,”肯克尔在新闻稿中表示,其中包括珊瑚的遗传多样性,以及影响其整体健康的外部压力因素。
“我们认为,这项研究为未来的研究开辟了有前景的途径,这对于管理和恢复这一极具吸引力的加勒比珊瑚物种的珊瑚礁至关重要,”该研究第一作者张颖琪(Yingqi Zhang)在新闻稿中表示。张颖琪在肯克尔位于南加州大学多恩赛夫学院的实验室攻读博士学位期间参与了该研究。





