气候变化如何让鱼类排泄物对珊瑚造成危害

Climate change is negatively affecting marine ecosystems, like this coral reef and these fishes.
Climate change could mean that fish pooing on corals is now damaging them.Image: Unsplash/Francesco Ungaro
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  • 鱼类在珊瑚上排便一直是海洋生态系统的正常组成部分;然而,气温升高使这一情况如今可能产生问题。

  • 这是因为温水中的粪便含有更多微生物,可能损害珊瑚。

  • 珊瑚一旦受损,较高的温度还会减缓其组织恢复速度。

  • 这一问题更广泛地反映出,由于气候变化,生物之间原本自然的互动正变得有害。

鱼类自古以来就在珊瑚上排便。虽然这是生态系统的正常组成部分,但新研究表明,不断变化的环境条件可能打破这一动态平衡。

新研究结果记录了气候变化如何改变生态关系。

科学家在法属波利尼西亚莫雷阿岛的泻湖开展研究时,注意到珊瑚上的鱼类粪便。这类现象在社建上十分常见,他们原本很可能会忽略,但他们很好奇,当海水温度上升时,这种现象可能产生什么影响。

“如果珊瑚健康且没有受到压力,那么这些粪便就不是坏事,”加利福尼亚大学圣巴巴拉分校生态、进化与海洋生物学系教授德伦·伯克皮勒(Deron Burkepile)说。它甚至可能是有益的,能为社区提供重要的营养物质,惠及社区中的生物。

“但是,当珊瑚承受压力时,例如在海洋热浪期间,”他说,“这种原本自然、相对无害的互动就会变成相当恶性的东西。”

气温升高,细菌增多

研究人员知道,除营养物质外,鱼类粪便中还含有潜在有害的细菌。事实上,此前的研究已表明,这对珊瑚微生物群的影响有限且只是暂时的。科学家们想知道,不断变化的环境条件是否会加剧这一问题。

莱拉·埃扎特(Leïla Ezzat)是博士后研究员,也是发表在《微生物学前沿》(Frontiers in Microbiology)上论文的第一作者。她与同事采集了条纹刺尾鱼个体和叶状珊瑚碎片。随后,他们从鱼身上取出粪便,将其放置在实验八个水箱中四个水箱的珊瑚碎片上,其余水箱中的珊瑚则作为未受污染的对照。

为研究温度的影响,他们将每组中一半的水箱升温至30摄氏度(华氏86度),其余水箱保持在26摄氏度(华氏78.8度),这是该时期礁石上的典型温度。两天后,研究人员清除了珊瑚上的粪便并采集组织样本。五天后,他们再次进行了采样。

无论温度如何,研究人员都观察到,暴露于鱼类粪便的珊瑚上细菌种类数量有所增加。不过,温水中的珊瑚含有更多潜在致病物种。

珊瑚礁修复所需的能量减少

伯克皮勒解释说,高温会削弱珊瑚调节自身微生物群的能力。鱼类粪便带来了新的、可能有害的微生物,加剧了这一问题。

事实上,埃扎特及其团队注意到,无论温度如何,每处鱼类粪便所在位置周围的珊瑚都出现了一小片组织白化。当他们检测这些白化斑点的微生物群时,发现粪便越多,这些区域的细菌也越多。

48小时后清除剩余的鱼类粪便,研究团队试图确定温度是否会影响珊瑚的恢复。为此,他们追踪并比较了两种温度条件下珊瑚碎片的健康状况。

“我们观察到,较高的温度实际上会减缓珊瑚组织的恢复速度,使粪便造成的损伤愈合得更慢,”埃扎特说。

作为冷血动物,珊瑚的新陈代谢在高温下运转得更快,效率也更低。伯克皮勒说,由于它们并没有显著增加食物摄入,因此可用于愈合等其他用途的能量更少。

研究人员目前有兴趣了解,鱼类粪便可能会在珊瑚之间传播哪些潜在有益的微生物。他们还计划研究鱼类粪便中的不同营养成分、其对珊瑚营养可能具有的重要性,以及它在海洋热浪等压力时期可能如何帮助珊瑚存活。

尽管这些发现看似微小,但它们符合一个更大的趋势。“这只是全球变化普遍影响的其中之一,”伯克皮勒指出。“它将生物之间正常、自然的互动转变为潜在的有害互动。”

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