珊瑚礁是生物多样性的热点地区，大量生物相互作用，其生产力惊人。科学家们最近发现了数百个共同构成热带珊瑚礁群落中珊瑚和藻类的“气味”或“味道”的化学物质，如改性氨基酸、维生素和类固醇，这将帮助科学家了解这些生态系统的食物网动态和化学生态学。
这项由美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所、夏威夷大学马诺阿分校和NIOZ荷兰皇家海洋研究所领导的研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》（the Proceedings of the National Academy of Sciences）上。
虽然珊瑚和海藻固定在海底，但这些生物可以通过溶解在水中的化学物质相互作用。但对生物学家而言，尽管知道这些在光合作用过程中形成并释放到海水环境中的分子的重要性，它们的数量、能量含量和结构多样性一直是个谜。
夏威夷大学SOEST研究人员Craig Nelson提到，一种普遍存在的全球转变现象是生态系统主导地位从珊瑚转变为海草，这与生态系统的结构和功能以及在繁衍生息的鱼类和无脊椎动物的数量和类型的转变有关。了解这些变化对生态系统化学特性的影响对管理人员来说至关重要，这项工作证明了珊瑚和藻类化学析出物的差异，可以帮助了解珊瑚和藻类的变化对生态系统的改造和意义。
研究团队应用一种尖端的分析技术—非靶向串联质谱法，来描述生物体用于生长、交流和防御的成千上万的小分子。多年来已知的有机分子在珊瑚礁系统中发挥着重要作用，但直到现在还没有能力来分析构成珊瑚礁“外代谢组”的数千种不同分子的动力学。
在法属波利尼西亚社会群岛Mo'orea周围的珊瑚礁中，研究小组选择两种造礁珊瑚（巨石珊瑚和花椰菜珊瑚）、一种钙化红藻（硬壳珊瑚藻）、一种褐藻和一个藻类草皮（微观丝状藻类的混合物）。然后，他们分离并分析了每种生物在白天进行光合作用时释放到海水中的分子，以及在夜间光合作用停止时释放到海水中的分子。他们发现这些生物释放出数百种不同的化合物，最终影响海水的化学成分，它们决定了养分浓度、分解生长以及对栖息在珊瑚礁中的植物和动物所必需的维生素和矿物质的可用性。
这项研究提供了关于漂浮在珊瑚礁中的溶解化学物质多样性的研究成果，为科学家们刚刚开始了解的生物体之间的相互作用提供了一个窗口。该研究展示了1000多种具有不同结构的分子释放物，为海洋天然产物的新探索指明了前进的方向。另一重要发现表明，珊瑚释放的分子比藻类释放的分子富含更多的营养物质，这可能对这些珊瑚礁生态系统中氮、磷和硫的可用性产生重大影响。也许对于珊瑚礁食物网来说更重要的是，这项工作表明海藻释放到水中的分子组合在化学上减少了更多。
藻类可能为珊瑚礁中的细菌提供比珊瑚更多的能量，这对珊瑚礁上增加的藻类如何改变通过微生物向珊瑚礁生态系统中更大的生物体转移能量产生了影响。在未来的工作中，该团队将观察各种化合物在珊瑚礁上的表现，包括哪些分子会迅速消失，哪些分子会积聚，以及是否有分子被构成珊瑚礁群落的其他植物和动物直接吸收。（李桂菊 编译）
