面对温和的热浪，珊瑚通过改变其宿主共生藻类群落以提高耐热性

【中国绿发会讯】全球变暖正在世界范围内造成珊瑚礁的损失，这是导致珊瑚白化和死亡的结果。近日，迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气和地球科学学院的一篇研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气和地球科学学院的科学家发现，热带太平洋上的一些珊瑚礁可以通过搅乱其宿主的共生藻类，在本世纪下半叶保持珊瑚的高覆盖率。这些发现为世界各地珊瑚礁的未来提供了一线希望。

图源：维基百科

虽然全球变暖正在世界范围内造成珊瑚礁的损失，但科学家们认为，一些珊瑚正在通过改变其宿主的共生藻类群落来提高其对热量的耐受性，而这些藻类群落通过光合作用为它们提供生存所需的能量。

他们研究了增强热带太平洋东部珊瑚礁上杯形珊瑚属（Pocillopora spp.）耐热性的潜在机制。文章指出，这些珊瑚所寄生的耐热共生藻类虫黄藻（Durusdinium glynnii）的数量增加，有助于在三次大规模珊瑚白化事件后维持高珊瑚覆盖率。这项研究揭示了一种机制，通过这种机制，一些珊瑚礁可能比以前想象的更具韧性，并说明了未来的珊瑚礁如何在几十年内保持高复盖率，尽管多样性很低，但前提是其他压力源被最小化。

由于海洋热浪，硬核珊瑚种群越来越多地暴露在高于其温度上限的条件下，导致全球珊瑚礁生态系统健康下降。然而，历史上的大规模白化事件表明，在耐热性方面存在相当大的特定间和特定内差异，因此物种、单个珊瑚群体和种群对高温暴露的敏感性不同。气候变化正在从根本上改变珊瑚礁生态系统，主要是通过日益频繁和严重的白化事件。然而，一些珊瑚礁在第一次严重白化后表现出更高的耐热性。

研究结果表明，包括巴拿马、哥斯达黎加、墨西哥和哥伦比亚的太平洋沿岸在内的热带太平洋东部的一些珊瑚礁可能能够在2060年代保持高珊瑚覆盖率。然而，尽管这可能被视为这些珊瑚礁的好消息，但除非减少全球温室气体排放并在更大范围内遏制全球变暖，否则它们的生存可能不会持续到那个时候。

热带太平洋东部的浅层珊瑚礁主要由杯形珊瑚属（Pocillopora）分支珊瑚建造，这对该地区的珊瑚礁极为重要。它们在其组织中寄生的微小藻类获取光，帮助珊瑚产生能量以生长。这些共生藻类的消失导致珊瑚白化，珊瑚难以满足其能量需求，而这往往是致命的。

为了更好地了解珊瑚如何提高对热应激的耐受性，研究人员研究了来自巴拿马的40多年珊瑚礁监测数据，巴拿马是世界上同类数据中最长的数据集之一。研究人员分析了1982年至1983年、1997年至1998年和2015年至2016年三次海洋热浪的温度、珊瑚覆盖、白化和死亡率数据，以及过去两次的藻类共生群落数据。

分析表明，1982-83年的热浪显著减少了珊瑚礁上的珊瑚覆盖，但1997-98年和2015-16年厄尔尼诺的影响更为温和，特别是对杯型珊瑚属的珊瑚，有时被称为鹿角杯形珊瑚（cauliflower coral），这是热带太平洋东部主要的造礁珊瑚。他们还证实，在强烈的海洋热浪期间，耐热藻类虫黄藻在这一特定的珊瑚谱系中变得越来越常见，使它们能够更好地抵御高温。当结合未来热应力的气候预测时，发现主要由杯形珊瑚属珊瑚组成的珊瑚礁和容纳这种耐热藻类的珊瑚礁能够更好地生存并保持高水平的珊瑚覆盖，直到本世纪下半叶，这表明某些珊瑚礁系统可能比以前认为的更能抵御气候变暖。

该研究中的珊瑚种群表明，不同种群之间以及不同环境梯度之间的耐热性存在广泛的表型差异。研究发现，热机制是耐热性的明显驱动力，这解释了珊瑚礁种群耐热性的空间变化。急性耐热性与海洋热浪的发生之间的密切联系表明，珊瑚种群可能正在适应或适应当地环境中的近期和长期热历史。然而，由于最近的严重热浪，珊瑚的耐热性降低，这就需要对珊瑚种群在与生态相关的时间范围内适应和适应的潜在限制感到担忧。

詹姆斯·库克大学（JCU）和澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）的一组科学家发现，一些珊瑚物种能够适应导致白化的温度升高，但只有在海洋热浪事件保持温和的情况下才能适应。该研究团队指出，虽然温和的海洋热浪可能有助于进化适应热应激，但研究发现2016年至2020年期间非常严重的热浪降低了珊瑚承受更高温度的能力。珊瑚能够适应，但前提是它们能够生存。当今，海洋热浪现在更加频繁，持续时间更长，这是全球珊瑚礁的主要威胁。必须了解珊瑚如何适应这些事件，以更好地预测珊瑚礁的未来，这样才能发展知识，支持在不断变化的气候中进行基于恢复力的管理。

参考资料来源：

DOI:10.1073/pnas.2202388120. doi.org/10.1073/pnas.2202388120

DOI: 10.1111/gcb.16473

文：Daisy      审：Sara

此文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）微信公众号