《德国科学家利用新型成像技术研究珊瑚钙化过程》

  • 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:2022-03-29
  • 钙化是海洋中至关重要的一个过程,钙质浮游生物对生物碳泵(将二氧化碳输送到深海)作出了重要贡献。珊瑚和钙化生物也在海底构建了复杂的结构,为鱼类和许多其他物种创造了栖息地。然而,全球气候变化已经开始影响其背后的化学和生物过程。
    为了更准确地了解全球变暖和海洋酸化如何影响钙化的关键过程,从而影响珊瑚形成珊瑚礁的能力,德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR)的研究人员首次成功地绘制了高分辨率冷水珊瑚Lophelia pertusa骨架中元素硼元素的空间分布和组成。该样本是2011年在特隆赫姆峡湾用JAGO潜水器进行研究考察时收集的。研究成果于3月18日发表在《科学进展》(Science Advances)上。
    为了使硼和硼的同位素在珊瑚骨架的横截面上可见,研究人员使用了一种来自激光剥蚀与质谱分析相结合的新型成像技术(激光剥蚀多收集器电感耦合等离子体质谱仪,LA-MC-ICP-MS)。这些图像可以得到不同的控制机制以及从外部海水到钙化部位的运输路径。这些独特的见解强调了重新评估和扩展普通钙化模型的必要性。文章中也提出了一些需要在未来实践中检验的替代方案。(刁何煜  编译)

  • 原文来源:https://www.geomar.de/en/news/article/laser-sharp-insights-into-calcification
相关报告
  • 《科学家们首次量化研究珊瑚礁关键生态过程》

    • 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:2022-04-16
    • 珊瑚礁常被称为海洋中的热带雨林。然而,气候变化和人类威胁(如过度捕捞)导致全球范围内珊瑚礁数量急剧减少,科学家们开始怀疑以后是否还会存在健康的、有“功能性”的珊瑚礁。而要解决这个问题,首先需要了解是什么让珊瑚礁发挥作用。 近期,一个国际研究小组量化研究全球500多个珊瑚礁的五个关键生态过程,并探索了这些过程之间的相互关系,相关研究成果于4月4日发表在《自然生态学与进化》(Nature Ecology and Evolution)上,主要探讨了评估珊瑚礁功能性的关键因素及其对珊瑚礁功能管理的重要意义。 澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)生态统计学家Diego Barneche博士指出,这项研究表明,鱼类群落具有五项关键功能:清除藻类、捕食、生物量生产、氮循环和磷循环,这五项功能本质上是相互关联的。虽然这些过程的表现受到特定珊瑚礁上的珊瑚鱼群落结构的影响,但是没有一个珊瑚礁能够同时最大限度地发挥这五个过程的作用。 该研究的主要作者,夏威夷大学马诺亚分校海洋生物学研究所的博士后研究员Nina Schiettekatte也提到,为了理解这一研究结果,可以想象有一个珊瑚礁鱼类群落,小鱼们以藻类为食。这个群落的特点是藻类消耗量大,生物量产量高,但磷循环低,因为这些物种排泄的磷非常少。 研究人员从单个鱼类身上收集数据,并与全世界鱼类群落的大型数据集结合,以获得关于它们如何获得和利用能量和营养物质的详细生物信息。研究发现,全球珊瑚礁的生态过程处于微妙的平衡中,不可能最大化所有过程。 Barneche博士强调,该研究首次量化研究珊瑚礁的多种功能。他们不仅仅是简单地使用鱼类群落的生物量这一保护指标作为珊瑚礁功能的代表,而是着眼于所有不同的组成部分。他们还发现,没有一个单一物种比其他所有物种都重要,在某一位置,至少有一半的物种都很重要。这意味着没有一种单一鱼类对生态系统功能至关重要,但许多当地鱼类都很重要。 研究人员也表示,需要采取一种更细微的方法来保护珊瑚礁,这种方法要充分考虑到当地的物种、生态系统的动态以及利益相关者的需求。(刁何煜  编译)
  • 《科学家利用相片镶嵌技术在珊瑚礁的混乱之中寻找秩序》

    • 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:2017-11-30
    • 加州大学斯克里普斯海洋研究所的科学家最近在《Coral Reefs》期刊上发表了一篇题为《大面积成像揭示生物驱动的远礁珊瑚非随机空间模式》(Large-area imaging reveals biologically driven non-random spatial patterns of corals at a remote reef)的文章 ,通过创建和分析巴尔米拉环礁珊瑚礁的详细相片镶嵌图,在珊瑚空间生态学方面取得惊人的发现。 由Clinton Edwards领导的研究团队详细检查了超过17000平方英尺的珊瑚礁和44008个珊瑚群,拍摄了39000多张图片并将这些照片拼接在一起,创建了3D相片镶嵌图。 Edwards和他的同事们分析了这些拼接图,他们发现巴尔米拉珊瑚礁的珊瑚群是按照一种非随机的方式排列的。他们首次证明,珊瑚在珊瑚礁景观中趋向于聚集在一起,这种聚集的强度与特定珊瑚的特定生长和繁殖策略密切相关。 Stuart Sandin是Edwards的博士生导师和论文的通讯作者,他认为相片镶嵌技术可以帮助科学家,使得他们对海洋生态的认识赶上对陆地生态的认识。 为了了解陆地上的生态系统,科学家使用装有多个摄像机的飞机从一万英尺处拍摄照片,从而可以看到树木在哪里生活,在哪里生长。而现在卫星覆盖得更全面。了解森林和其他陆地生态系统的整体景观对于保护和管理这些环境非常有价值,而珊瑚礁的相片镶嵌图的详细映射也可以用于管理海洋生态系统。 在珊瑚礁中,就像在森林里一样,有一些规则描述了不同的物种生长喜欢密集或稀疏的程度,它们经常通过彼此靠近而获得生态机会。相片镶嵌图帮助珊瑚生态学家解码这些珊瑚礁生长结构的规则。 创建相片镶嵌图并从中紧握有用信息是一个耗时漫长的过程。在收集数据的过程中,科学家们花很多时间潜水来收集这项研究所需要的图像,然后用可视化的三维模型软件进行分析。科学家们希望相片镶嵌技术带来更多的科学发现,并继续助力生态保护。收集在巴尔米拉礁的数据是研究的一小部分,研究的最终目标是对珊瑚礁如何随着时间变化建立全球视角。