美丽珊瑚怎会“黯然失色”?因水温升高赶走其共生藻
2016-08-16 10:54:29   来源:中国新闻网
内容摘要
珊瑚与海藻本为互利的共生关系,驱逐共生藻变成白色或透明,应是旨在增加其生存机会。寄生在珊瑚组织身上的海藻,可在珊瑚的保护下进行光合作用,而藻类产生的多余糖份则为珊瑚提供食物。一旦珊瑚在“漂白”后未能及时还原,便会死亡。

澳大利亚科学家首次录得珊瑚因水温的上升受压,“暴力”赶走身上本来共生的藻类,引致变白的“漂白”现象。此次的珍贵片段,有助研究全球暖化如何影响海洋生态。

来自澳大利亚昆士兰科技大学的研究人员,把珊瑚放到一个注有10公升水的水族箱,并在12小时内把水温由摄氏26度提升至32度。研究人员再把水温维持8日,同时利用显微镜、数码相机及平板计算机拍摄。片段显示,珊瑚会先将身体膨胀,体积比正常尺寸大340%,其后会突然及强力收缩,射出共生藻。

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科学家指出,珊瑚与海藻本为互利的共生关系,驱逐共生藻变成白色或透明,应是旨在增加其生存机会。寄生在珊瑚组织身上的海藻,可在珊瑚的保护下进行光合作用,而藻类产生的多余糖份则为珊瑚提供食物。一旦珊瑚在“漂白”后未能及时还原,便会死亡。因此,科学家一直关注水温提高引起的珊瑚“漂白”问题。



珊瑚化石揭示2万年前海水温度低5摄氏度

一个国际研究小组通过分析澳大利亚大堡礁的珊瑚化石推测,约2万年前,也就是末次冰期最严寒的时期,海水温度要比约一万年前至今的间冰期平均温度低5摄氏度。

地球以几万年为一个周期,反复出现冰期和间冰期。在冰期,地球上冰川覆盖面积较大,平均气温较低;而在间冰期,冰川退缩、气温回升。末次冰期是地球最近一次冰期,始于约11万年前,约2万年前达到最盛。如今地球处于间冰期,已持续1.16万年。

据报道,作为国际综合大洋钻探计划(IODP)的一部分,2010年春季,包括日本研究人员在内的一个国际研究小组在澳大利亚东北部大堡礁附近水深40米至170米处钻探采掘了珊瑚化石,这些化石的历史约为距今3万年至9000年。

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该小组在17日发表于英国《自然-通讯》杂志上的论文中说,钙是珊瑚化石的主要成分,通过分析化石中锶相对于钙的比例,可推测化石所处年代的海水温度,他们由此发现,2万年前的海水温度要比最近一次间冰期的平均温度低5摄氏度。地球进入间冰期后,海水温度快速升高,对大堡礁珊瑚构成严峻考验,但它们最终适应了当时的变化。

研究小组成员、日本产业技术综合研究所的铃木淳说,现在全球变暖的进程远远超过当时,不知道大堡礁珊瑚还能否适应这样的气候变化。



研究预测珊瑚礁由气候引发损伤的反应

近日,《自然》杂志发表的一项研究表明,印度洋—太平洋中的珊瑚礁对于气候引起的损伤的长期反应和珊瑚礁的结构复杂性及水深等可测量因素有关。组合在一起,对于这些特征的量化测量可以以98%的准确率解释珊瑚礁的恢复或者以藻类为主的生态系统的转变。增强对于这些变化事件的了解可以更好地采取预防措施,应对气候变化对热带珊瑚礁产生的影响。

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澳大利亚詹姆士库克大学的Nicholas Graham与研究团队采用了塞舌尔群岛受到1998年厄尔尼诺严重褪色事件影响的21个珊瑚礁历经17年的数据,测量了11个珊瑚礁的指标与珊瑚礁恢复或者转变的关联。他们发现了可预测的生态系统反应的阈值。

据预测,全球珊瑚礁褪色事件的频率在未来还会增加,因此此项研究发现的让珊瑚礁易于恢复的因素,可以更好地指导管理珊瑚礁的工作。水深和珊瑚礁初始结构复杂度是主要因素,而这方面的测量容易达成,作者指出,可以在更少的时间内在更大的面积中收集更多的数据。



科学家提出珊瑚“辅助进化”法 加快其对气候变化适应能力

据外媒报道,由于气候变化速度过快,导致珊瑚的生存受到了严重威胁。对此,来自澳大利亚和夏威夷的科研人员决定帮助这些珊瑚,让它们能够尽快适应新的环境条件。科研人员将这种方法称为“辅助进化”。

从某种意义上来说,人类其实早在几千年前就已经开始使用这种方法,比如驯化动植物、杂交生物。但利用“辅助进化”保护某种生物的生长倒显得新奇。

科研人员表示,这种方法听起来就像是在写小说一样,但他们仍旧成功地对这一项目进行了概念验证。

从传统意义上来说,保护就是为某种生物划出一个区域,让它们可以在不受人类的干涉下自由生长。不过在珊瑚这个保护项目中,却要获得人类的干涉活动。澳大利亚海洋科学研究所的研究者、该篇论文首席作者Madeleine Van Oppen也表示,“辅助进化”一定会充满争议。

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Van Oppen称:“一些人从本质上就反对人类操控这种做法,但我认为,人类的干涉非常小。加之气候变化使得(我们)不得不做。”另外,她还表示,即便这个项目最终成功了,人类仍没有能力保护所有的生物。

Van Oppen团队在研究过程中采用了一种名为海洋模拟器(Sea Simulator)的设备,它可以控制水族馆内的温度、湿度、盐度及其他海洋气候条件,进而模拟出未来海洋的模样。研究人员希望,通过对曝光在温度、酸度更高生长环境下的珊瑚的观察,找到可以帮助它们生存下来的办法。

Van Oppen表示,“辅助进化”并不只是单单对珊瑚进行研究,同时他们还会对珊瑚上边的细菌和藻类进行观察,因为它们很有可能会帮助珊瑚更好地适合高温度的生长环境。

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