《《科学报告》最新研究显示:有些夏威夷珊瑚能抵抗海洋暖化》

  • 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:2022-03-25
  • 自然科研旗下《科学报告》近日发表的一项气候变化研究,在分析了3个夏威夷的珊瑚物种后发现,一些珊瑚物种对气候变暖导致的海洋暖化和酸化所产生的影响具有韧性。研究结果有助于人们进一步认识部分珊瑚在海洋环境变化下的潜在生存及适应能力。

    气候变化造成海洋暖化和酸化,给世界各地的珊瑚礁带来威胁,这会对珊瑚健康构成巨大压力,可能会导致大面积珊瑚白化。

    2015年8月29日至11月11日,美国俄亥俄州立大学科学家从夏威夷4个珊瑚礁分布地址采集了3个不同珊瑚物种的66个样本。这3个珊瑚物种分别是多分支板状石珊瑚、扁缩滨珊瑚(一种多分支珊瑚,也称手指珊瑚)和团块滨珊瑚(一种团块状珊瑚,也称叶形珊瑚)。

    这些样本被存放在4个不同条件的海水缸中:一个是模拟当前海洋条件的对照缸,一个模拟了海洋酸化(-0.2pH单位)的条件,一个模拟了海洋暖化(+2℃)的条件,最后一个结合了海洋酸化和暖化的条件。珊瑚样本在这些不同的条件下放置了22个月。

    研究人员发现,珊瑚的生存受到温度的影响,只有61%的珊瑚样本能在更温暖的条件下生存下来,而对照组的比例为92%。在3种不同的气候变化条件下,多分支板状石珊瑚、扁缩滨珊瑚存活率分别为67%和83%;在结合了暖化和酸化的条件下,扁缩滨珊瑚存活率更高,生命力比另两种更强。研究人员认为,与对照组的情况不同,很多多分支板状石珊瑚个体得不到足够能量,无法在结合不同气候变化条件的情况下生存下来。相比之下,扁缩滨珊瑚能在未来海洋条件下获得更多的能量。

    研究团队认为,扁缩滨珊瑚物种对于温度和酸化的韧性,以及它们在造礁中的作用,让我们有理由相信部分珊瑚礁生态系统或许能在不断变化的海洋环境中生存下来。

  • 原文来源:http://aoc.ouc.edu.cn/2022/0317/c9829a365004/page.htm
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    • 美国俄勒冈州立大学主导的一项针对夏威夷珊瑚物种的长期研究结果惊人:珊瑚礁可以在气候变化导致的更温暖、更酸的海洋中生存下来,相关研究成果发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上。 一般对于珊瑚礁的类似研究大约持续5个月,但本项目研究者认为珊瑚礁生物学的某些方面需要很长时间才能适应,一般一项持续五个月的研究只看到了反应弧的一部分,因此这项研究持续了22个月,比大多数类似的研究要长得多。研究者表示当珊瑚面临环境压力时可能会出现变弱,但经过足够的时间珊瑚可以重新适应并恢复正常状态。 在这项研究中,研究人员收集了夏威夷三种最常见的珊瑚物种的样本:Montipora capitata、Porites compressa 和 Porites lobata。样品分别被放置在具有当前海洋条件的对照水箱;海洋酸化条件(-0.2 pH 单位);海洋变暖条件(+2摄氏度)以及一种结合了变暖和酸化的条件的四种不同条件的水箱中。研究人员发现,三种珊瑚物种在模拟接近未来预期的海洋温度和酸度的条件下确实经历了考验,约有一半的物种死亡。但事实上,它们中没有一个完全死亡,而且有些实际上在研究结束时正在茁壮成长。 结果表明,变暖的海洋会伤害珊瑚物种。暴露于变暖条件下的珊瑚中有61%存活下来,而暴露于当前海洋温度下的珊瑚则为92%。在变暖和酸化的综合条件下,这两个Porites物种比M.capitata更具弹性。在研究过程中,P.compressa的存活率为71%,P.lobata为56%,M.capitata为46%。在幸存下来的珊瑚中,尤其是Porites物种,它们能够很快适应并生长。他们能够适应高于平均水平的温度和酸度。幸存的Porites能够维持正常的生长和新陈代谢。关于这两个Porites物种的发现可能为世界各地的珊瑚恢复提供新的希望。研究人员表示,Porites是世界各地常见的珊瑚属的一部分,在珊瑚礁建设中起着关键作用,因此它们在这项研究中的恢复力是一个好兆头。 虽然这项研究确实给出了乐观的现象,但这并不意味着珊瑚在气候变化下不会面临威胁。研究人员表示,如果温度和酸度的变化比这项研究中使用的更剧烈,则不知道珊瑚会怎样。虽然研究结果确实提供了一些希望,但在这项研究中看到的某些物种中大约50%的死亡率并不是一件小事。(李亚清  编译)
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    • 编译者:liguiju
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    • 2016年、2017年和2020年,严重的海洋热浪使大堡礁珊瑚大面积死亡,造成其后代减少近90%。较低的自然恢复能力以及适应速度,导致珊瑚无法跟上气候变化的步伐。即使采取了强有力的二氧化碳减排措施,水温仍将较长时间持续升高,并继续对珊瑚生存产生负面影响。人们需要采取措施来保护珊瑚。 澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)最近发布的《珊瑚礁恢复和适应计划概念可行性研究》(“Reef Restoration and Adaptation Program Concept Feasibility Study”)报告中提到,在建议进一步研究的43种干预措施中,基因组学方法(也被称为“辅助进化”)可以被用于了解和提高珊瑚的耐热性及抗白化能力。 选择性育种 珊瑚存在天然的多样性,能在白化中存活下来的部分原因是其基因对白化的敏感度和耐热性的支持。“辅助基因流动”有助于那些耐受性基因在海区间移动,加快易受影响种群的自然适应率。 研究表明,与双亲样本均来自较冷珊瑚礁的珊瑚相比,至少有一个亲本来自北方、自然温度较高的珊瑚在较高温度下存活的可能性提高了26倍。此外,如果在大规模的水产养殖设施中进行杂交繁殖和繁殖,那么会对耐受性较差的种群和珊瑚礁的健康变化产生显著影响。 另一种提高珊瑚耐热性的技术是通过选择性繁殖不同物种的珊瑚品种进行杂交。实验发现,与现在和模拟的未来海洋条件下的纯种相比,杂交种的生长率、存活率和补充率相等或更高。 定向进化 微藻生活在珊瑚细胞内,通过光合作用为珊瑚提供大部分营养。通过在实验室内的高温条件下培养微藻,将微藻的耐热性提高。经过4年,即大约120代的定向进化后,我们将热进化的微藻重新引入到珊瑚幼虫中,发现带有热进化藻类共生体的珊瑚幼虫比未改造的珊瑚幼虫具有更强的热耐受性。这项技术有利于保护珊瑚的多样性,因为热进化微藻可以与各种不同的珊瑚物种形成共生关系,在热环境中为珊瑚提供营养。 下一步研究计划 上述干预措施可能存在风险,需要进行风险评估。下一步研究将提供关键数据,以评估在大堡礁实施“辅助进化”的长期可行性,并更好地了解这些管理干预措施的两面性。 (刘雪雁 编译)