《共生藻类比其珊瑚宿主有更强的应对气候变化能力》

  • 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:2018-06-22
  • 珊瑚白化摧毁了大片珊瑚礁,且其现在发生的概率是四十年前的五倍。目前,美国威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋研究所的Emily Rivest及其同事使用尖端的基因组技术来研究是否海洋变暖和酸化对珊瑚的影响和其共生藻类的影响会有所不同。该研究发表于《Frontiers in Marine Science》。

    研究人员将珊瑚幼虫及其藻类共生体暴露于2100年的较暖和酸化的水体环境中,同时在当前的温度和PH条件下设置对照组。然后它们比较了实验组和对照组的珊瑚和藻类细胞的基因表达差异,研究表明胁迫会显著地改变藻类基因的表达水平。Rivest说:“我们发现共生藻中基因表达的差异比珊瑚中的差异更大,这极为有趣。”研究人员发现在藻类细胞中有89个基因差异表达,而在珊瑚中只有17个基因差异表达。

    以前关于珊瑚白化的研究一直存在难点,因为不能分辨遗传片段是来自珊瑚还是藻类共生体。他们通过比较观察到的片段和最近针对每种生物体开发的基因库中的片段,克服了这一挑战。Rivest的团队阐明了珊瑚生命周期中一个重要且脆弱的阶段——幼虫阶段。Rivest称:“我们的结果表明藻类比我们以前认为的更重要——即使在非常早期和关键的生命过程阶段。”该团队的研究发现对理解、监测和保护白化的珊瑚礁具有重要意义。Rivest称:“当我们研究珊瑚白化时,我们将常会通过测量珊瑚的颜色来统计共生体数量。

    藻类共生体中含有的光合色素,赋予了珊瑚组织颜色。当珊瑚受到胁迫而失去藻类后,珊瑚便会白化。但是,我们的研究表明,即使珊瑚没有白化,共生体和珊瑚之间的关系可能也是完全不同的。我们需要了解这种共生关系是如何变化的。”如果能识别出一个特定的基因表达信号,或者是活性增强的蛋白质,就可以对珊瑚白化进行预测,从而可以尝试拯救这些珊瑚礁,遮蔽它们,以防止大规模的珊瑚白化。

    Rivest认为:“珊瑚白化的最佳解决方案是解决海洋全球变暖的趋势,预警系统不能阻止这些事件的发生,但可以帮助我们减轻损失并帮助珊瑚礁以某种形式存活下来。”

    (信息转载自中国科学院海洋所《海洋科学快报》2018年第21期)

  • 原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180607112657.htm
相关报告
  • 《珊瑚的共生群落可预测其抵抗气候胁迫的能力》

    • 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:2020-03-01
    • 研究人员发现了一种可以识别能够承受一定程度气候变化的“超级珊瑚”的工具。“我们也许可以利用藻类团队的特性来识别珊瑚群落,以便集中精力进行保护或恢复,”莱斯大学海洋生物学家、珊瑚礁研究员Adrienne Correa说。 在这项研究中,研究人员从大堡礁(Great Barrier Reef)采集了珊瑚样本,并使用独立容器来比较它们对海洋温度上升、酸度增加和细菌感染的反应。通过观察珊瑚体内的共生藻(zooxanthellae),发现了一个有趣的现象:拥有更多相似藻群的珊瑚在压力下生存得更好。研究人员认为:“这个项目的独特之处在于,我们研究了整个共生藻类群落与这些珊瑚群落的抗压能力之间的关系。”“这就像通过一支球队所有球员的表现一起预测他们下个赛季的表现一样。个人才华固然重要,但团队协作也同样重要。” 为了维持珊瑚的生存状态,虫黄藻将阳光转化为食物,为宿主提供食物。它们还赋予珊瑚礁鲜明的色彩。一个单独的珊瑚群落可能是这些鞭毛藻等不同物种的栖息地。虽然它们在显微镜下看起来是一样的,但通过DNA分析可以发现它们之间的区别。在发表的研究成果中,研究人员也展示了这种共生群落的多样性是如何来预测珊瑚的应激反应。 (刘思青 编译)
  • 《珊瑚与共生藻类的相互作用有助于缓解压力但要付出代价》

    • 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:2020-02-10
    • 在奥阿胡岛(O‘ahu)卡纳奥赫湾(Kāne'oheBay)温暖、明亮的浅水域中,夏威夷米珊瑚(Montipora capitata)比深海珊瑚拥有更多耐热的共生微藻。夏威夷大学(UH)马诺分校海洋与地球科学技术学院(SOEST)的科学家最近发表的一项研究证明了这种模式,他们认为,尽管这种模式可以帮助珊瑚抵御热浪,但这是有代价的,当热浪过去,海水温度降低后其营养成分将降低。 上世纪以来,卡纳奥赫湾遭受了人类的重大影响,比如清淤、污水污染和城市化,还包括气候变化导致的局部漂白事件。尽管经历了这一独特而艰难的历史时期,卡纳奥赫湾的珊瑚依然繁盛。某些珊瑚对环境压力耐受力的增强部分归因于其体内的微藻物种。 过去二十年的研究表明,珊瑚的共生藻类非常独特,每个群体具有不同的承压能力,例如引起珊瑚白化的海水温度升高。 SOEST太平洋生物研究研究中心博士后,该研究的主要作者Chris Wall提到,他们想更多地了解这些共生体对珊瑚的影响,以及具有不同共生物种的珊瑚是否都要为此付出代价。 米珊瑚与两个不同的共生微藻群落形成共生关系。通过基因测序,研究小组发现光的可利用性决定了这些共生体在卡纳奥赫湾采样的珊瑚中的分布,而耐热共生体在浅层水域更为常见。有趣的是,尽管与其他共生物种相比,耐热微藻在珊瑚组织内的存在量高得多,但它们为浅层珊瑚宿主提供的能量较少。 珊瑚有两种能量来源:珊瑚中共生微藻类以及周围水域的食物,例如像虾一样的微小动物。Wall发现,令人惊讶的是,珊瑚没有通过吃更多的食物来补偿其共生微藻提供能量的减少。这是一个非常酷的发现,因为他们首次确认珊瑚中的共生物种正在影响珊瑚的营养水平。 黑暗的水域和更频繁的干扰可能使耐压力的珊瑚共生体在当地珊瑚种群中扩散。这项研究表明,尽管耐压能力在挑战时期可能会比较有利,但这些共生体为珊瑚提供的食物较少,从长远来看,对珊瑚的益处可能不大。 Wall说还提到,气候变化和海洋变暖正在改变珊瑚与其共生藻类之间相互作用的成本和收益。当他们考虑协助珊瑚承受环境压力的技术时,他们的工作突出了需要考虑共生生物群落如何影响珊瑚,使其超出耐压能力。他们的发现对于卡纳奥赫湾的人们也很重要,考虑到浅水区域具有耐应力藻类的珊瑚丰度更高,锚和船只撞击造成的任何损害都可能严重损害这些珊瑚种群。 (张灿影 编译)