《Nature:造礁珊瑚以光合共生生物为食》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-09-28
  • 珊瑚礁生态系统高度多样化,在营养贫乏的水域中茁壮成长,这种现象经常被称为达尔文悖论。珊瑚动物宿主的能量需求通常可以由它们的共生藻类过量生产的富碳光合作用满足。然而,珊瑚从共生体中获取重要营养物质氮和磷的机制尚不完整。英国南安普敦大学通过一系列长期实验研究表明,仅共生生物对溶解的无机氮和磷的吸收就足以维持珊瑚的快速生长。这些营养物质通过共生体“养殖”的方式收集,通过消化多余的共生细胞转运到宿主。这项研究还通过一个大规模的自然实验证明,实验室建立的共生珊瑚对溶解无机营养物质的有效利用在生态系统水平上可促进野生珊瑚的生长。以共生体为食使珊瑚动物能够利用重要的营养池,并有助于解释在营养有限的水域中共生珊瑚的进化和生态成功。(熊萍 编译)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06442-5
相关报告
  • 《海洋变暖和镍富集影响造礁珊瑚生长》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2017-06-05
    • 珊瑚及其共生藻(虫黄藻)对温度变暖的敏感性已受到科学界广泛关注,然而,仅少数研究认为,人为输入物(如金属污染物)已经对许多岸礁产生影响。值得注意的是,镍释放现象在现今的沿海生态系统中很常见。 本研究应用底栖室实验,将两种主要的造礁珊瑚—美丽轴孔珊瑚(Acropora muricata)和细枝鹿角珊瑚(Pocillopora damicornis)暴露于原位环境和中等镍浓度环境中1小时。同时,在实验室条件下测试了于中度镍浓度环境中慢性暴露8周和海洋变暖对美丽轴孔珊瑚的共同作用。原位试验表明,在环境温度(26℃)中,富镍环境刺激两种珊瑚27~47%钙化生长,而对光合作用无影响。相比之下,暴露于较高的镍浓度以及水族箱模拟的高温中,严重抑制了30%美丽轴孔珊瑚(A. muricata)的钙化生长。 本研究总结了慢性镍富集与全球变暖对珊瑚成年生活阶段的综合影响,研究结果强调镍对两种主要造礁珊瑚钙化生长的双重作用:在环境温度下对珊瑚钙化生长有积极作用,但当水温升高时,则会抑制其生长。 解释镍刺激珊瑚钙化的假设之一是镍在尿素酶中起结构作用,可以参与钙化过程。然而,该假设还需要实验来证实。研究发现,我们的数据集表明温度和镍对珊瑚的负面协同作用,对于使得珊瑚的生长速率更低:镍会加剧海洋变暖对A. muricata生长的负面影响。 此项研究集中阐明了金属与海洋变暖的共同效应。然而采矿作业过程或径流中可能会同时释放多种金属。但截至目前,很少有研究关注金属间的相互作用,金属混合物可能会降低或增加其对珊瑚的毒性或生物利用度。因此,在慢性和中度镍输入以及海洋变暖的同时作用下,珊瑚增长率已下降37%,若加之珊瑚聚集区遭受诸如海洋酸化等其他与未来的变暖问题密切相关的威胁,珊瑚则可能会变得更加脆弱。 本研究重要结论: ? 镍可随周围水温变化促进或抑制珊瑚钙化生长。 ? 在环境温度(26℃)下,镍富集可增加两种测试珊瑚种的钙化速率。 ? 热海水和富镍环境使得美丽轴孔珊瑚的钙化生长率降低30%。 (刘雪雁 编译)
  • 《造礁石珊瑚组织脱落病的最新研究获进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-07-03
    • 6月30日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员王晓雪团队首次利用造礁石珊瑚的无创侵染模型,解析了珊瑚病原菌—溶珊瑚弧菌(Vibrio coralliilyticus) 突破珊瑚共生菌群屏障,引发石珊瑚组织脱落病的机制,相关研究成果以“The coral pathogen Vibrio coralliilyticus kills non-pathogenic holobiont competitors by triggering prophage induction”为题,在线发表于《自然-生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)。 海洋变暖威胁着珊瑚礁的健康,除了珊瑚的白化,由致病菌引发的石珊瑚的组织脱落病正在以前所未有的速度扩张。石质珊瑚组织脱落病在全球的多种造礁珊瑚中被发现,几周即会杀死被感染珊瑚,死亡率高达90%以上。珊瑚共生总体中栖居着各种各样的微生物,在珊瑚共生总体元素循环和能量代谢过程中发挥重要作用,这些微生物也是珊瑚抵抗病原菌入侵和定植的一道重要屏障。但目前对于珊瑚病原菌如何突破土著共生菌的屏障以成功定植的过程和机制并不清楚。对于这一过程的理解是研究人员对珊瑚组织脱落病进行干预的前提。 丛生盔形珊瑚是海南岛和西沙群岛附近的一种典型造礁珊瑚,前期野外调查中发现部分区域已有组织脱落病的发生。研究团队前期在丛生盔形珊瑚的消化循环腔液中发现了病原菌—溶珊瑚弧菌。感染这种病原菌后,在热应激下表现出严重的组织溃败,是一种典型的珊瑚组织脱落病。 在这项研究中,研究人员报道了珊瑚病原菌与土著菌之间的一种新的互作作用,这种竞争性作用的结果决定了珊瑚的健康。珊瑚病原菌编码了L-赖氨酸-ε-氧化酶LodA,可以氧化L-赖氨酸并产生过氧化氢。珊瑚病原菌利用LodA激活内生菌Endozoicomonas sp.和非致病弧菌等珊瑚共附生细菌的原噬菌体,从而清除掉这些重要的珊瑚共生菌。 研究还发现LodA还普遍存在于人类肠道、土壤和海洋等生态系统中重要的微生物类群,表明利用LodA激活原噬菌体可能是一种共同栖息在同一生态位的微生物之间竞争的常见策略。该研究揭示了珊瑚病原菌发挥致病性的新机制,从共附生菌群的功能和互作方式的视角获得了对珊瑚共生总体健康的新认知,为利用益生菌保护造礁珊瑚的健康提供了技术支撑。 南海海洋所2017级直博生王伟权,副研究员汤开浩和副研究员王鹏霞为该论文的共同第一作者,王晓雪研究员为该论文的通讯作者。海南大学王嫣教授团队提供珊瑚样品的采样和侵染体系建立等方面的支持。本研究工作得到国家自然科学基金、国家科技部重点研发计划、中国科学院青年创新促进会、广东省本土创新团队、南方海洋科学与工程广东省实验室重大专项等项目的资助。 相关论文信息: https://doi.org/10.1038/s41559-022-01795-y Wang, W. et al. The coral pathogen Vibrio coralliilyticus kills non-pathogenic holobiont competitors by triggering prophage induction. Nat. Ecol. Evol. doi:10.1038/s41559-022-01795-y