港大海洋生物学家发现

麦瑞比博士的团队运用稳定同位素技术，将加勒比珊瑚宿主与不同藻类之间的营养流动描绘出来。（图片提供：M.A. Coffroth）

(原新闻稿已于1月12日发布)

在人类社会中，引入适当的赏罚机制可促进合作关系。然而，有些人仍然会试图以欺诈的手段获取利益。 那么在其他生物的世界中，又是否存在赏罚分明的制度？ 答案是肯定的。

珊瑚与其体内的共生藻类之间存在一种资源共享的共生关系。在两者的亲密关系中，它们会循环共享自身无法获取的养分。香港大学（港大）太古海洋科学研究所及生物科学学院的麦瑞比博士（Dr Shelby McIlroy）及其合作伙伴发现，要是共生藻变得自私，违背与珊瑚互惠互利的「协议」，那么作为宿主的珊瑚便可能会通过切断共生藻的食物供应以作「惩罚」。

无论在人的社会还是生物的世界里，互信的关系常常都会被滥用。例如珊瑚会允许几种藻类同时共存，可惜并非所有藻类都是「老实人」。一些忠诚的藻类会遵守约定，与宿主分享养分；但有些则会偷偷保留更多的营养来满足自己的需要；因此，自私的藻类会因而获得更优越的生存条件，而最终会影响珊瑚的长期健康。

在其他共生关系中，例如树木和真菌之间，「受骗」的宿主可以干扰和惩罚其自私的室友，但到底珊瑚是否如其他共生关系一样，都会以类似的手段来惩罚「不忠诚」的伙伴？而其手段又是怎样实施的呢？

近日，麦瑞比博士在学术期刊《Microbiome》上刊登了其最新的研究，已将以上机制一一阐明。

麦瑞比博士的团队运用稳定同位素技术，将加勒比珊瑚宿主与不同藻类之间的营养流动描绘出来，她说： 「将稳定同位素和基因技术结合，使我们能够追踪共生关系里各伙伴之间的『营养货币』的兑换状况，而这里所说的『货币』，即以碳和氮的形式存在的营养物质。」

通过是次实验，研究团队发现珊瑚确实可以惩罚不忠者，同时奖励忠诚的伙伴。麦瑞比博士补充道：「我们的研究表明，珊瑚似乎会限制对它们不利的共生藻类的营养供应，并通过这种方式来培养对它们更有利的共生藻类。」

了解珊瑚如何控制和操纵它们的共生藻类，对于珊瑚的生死存亡至关重要。

受到气候变暖的影响，海洋的温度对于共生藻类来说变得越来越热。水温飙升导致藻类死亡，而珊瑚宿主亦会不幸地受到牵连而死去——这种现像被称为白化。

白化事件变得越来越普遍——如今世上大多数的珊瑚礁都正面临它的威胁。麦瑞比博士进一步解释道，如果科学家能让珊瑚成为更耐热的藻类宿主，这就等同于为珊瑚找到「珊瑚益生菌」，不但可以防止白化，更可为受到海洋变暖威胁的珊瑚争取更多存活的时间。她说：「通过帮助珊瑚找到更耐热的伙伴，我们便有能力去协助珊瑚抵抗白化。但为了更积极有效地开展这项工作，我们须更好地了解珊瑚的生物特性，以及它们对这些干预措施的反应。这一切已经迫在眉睫，实在不可以再浪费时间了！」

详情请参看研究论文：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01382-0

有关研究论文的短片： https://youtu.be/CPlDj1QR2VI

相⽚下载及说明：https://www.scifac.hku.hk/press