南红海珊瑚礁的基因和盆地其余部分截然不同,目前尚不清楚造成这种遗传分离的原因。科学家利用长期高分辨率3D后向粒子跟踪模拟,对狭窄的巴布-曼德布海峡的环流进行区域水动力模型模拟,旨在研究红海南部珊瑚礁与邻近区域之间的物理连通性。模拟结果表明,南红海珊瑚礁与印度洋(例如亚丁湾)区域的物理联系比与北红海的物理联系更为紧密。识别出的连通性表现出与季风之间存在明显相关性。因此,印度洋相对偏远的地区可能会对南红海珊瑚礁地区产生重大影响,在为这些脆弱的生物多样性热点制定保护策略时应考虑到上述观点。
连通性是在地理上分散的种群之间交换基因的重要因素,并且对维持珊瑚礁生态系统的生物多样性和复原力必不可少。连通性研究,其中最突出的是根据地理上分离的亚群之间的遗传相似性来评估连通性的遗传方法。由于这些联系受到潮汐和洋流等物理机制的强烈影响,因此模拟幼虫扩散的物理连通性方法也得到了广泛应用。
先前的研究表明,红海北部(约20°N以北)的珊瑚礁具有同质性,遗传结构相似。相比之下,南红海与盆地其他地区相比则表现出独特的遗传结构,在珊瑚礁鱼类、双壳类和海绵中观察到的遗传断裂现象证明了这一点。
物理连通性模拟为盆地规模的遗传异质性提供了可能解释。模拟显示,最终到达红海南部珊瑚礁群的水团更有可能来自红海以外的地区,而不是盆地北部。由于水团可能在其上浮阶段携带生物,例如幼虫,我们建议区域循环可能会促进来自红海以外地区的基因流,同时阻碍来自北部盆地的基因流。分析显示,与亚丁湾相比,南部的红海与亚丁湾的遗传同质性更高。此外,有可能在红海南部和印度洋更偏远的地区(例如索马里东海岸)之间发生遗传相似性。
该研究为红海南部的独特遗传景观提供了可能的解释,并为红海和附近生物多样性热点的管理带来了新见解。正如最近的一项全球生态连通性研究所强调的那样,国家管辖范围以外的地区(ABNJ)直接影响着沿海国家的海洋生态系统,海洋管理部门应超越管辖范围。因此,应在有关国家之间的合作计划下对这些生物多样性热点进行有效和可持续的管理。
(傅圆圆 编译)