研究揭示珊瑚对气候变化耐受性的秘密:它们的饮食

来源: The University of Hong Kong

香港大学的研究人员开发了一种新方法来确定珊瑚吃什么,并证明了对某些营养来源的依赖是它们在变暖海洋中易受漂白的影响。研究结果显示,依赖光合作用的珊瑚漂白更快,而掠食性珊瑚能更长时间地承受变暖的温度。

香港大学生物科学学院和太古海洋科学研究所的研究人员开发了一种新方法来确定珊瑚吃什么,并证明了对某些营养来源的依赖是它们在变暖海洋中易受漂白的影响。该研究发表在著名的《科学进展》杂志上,解决了科学家们几十年来一直困扰的问题;确定珊瑚的饮食需要测量它用刺细胞捕获了多少猎物,以及它们的细胞内光合藻类提供了多少食物。

为了克服这一挑战,由Inga Conti-Jerpe博士领导的团队将香港收集的数百个珊瑚的稳定同位素“指纹”与它们的关联藻类进行了比较。结果显示,一些珊瑚的同位素指纹与它们的藻类相匹配,表明这两个伙伴共享营养。其他珊瑚的指纹与它们的藻类不同,因为它们的饮食基于捕获和消费水中的猎物颗粒。

研究人员发现,更具掠食性的珊瑚的珊瑚个体(类似于海葵的个体珊瑚单位)明显大于更依赖光合作用的珊瑚,这一关系在1974年首次提出时曾有争议。

“我们知道珊瑚个体的大小是影响珊瑚表面积与体积比的因素,其他科学家观察到这可能与现场观察到的漂白延迟有关。我们决定用香港的珊瑚进行加热实验,看看它们的饮食是否准确预测了它们能在多长时间内承受升高的温度而不漂白——结果确实如此。”Conti-Jerpe博士解释道。

这些结果对随着气候变化进展,珊瑚礁将如何变化具有影响。依赖光合作用的珊瑚漂白更快,而掠食性珊瑚能更长时间地承受变暖的温度。

“我们的研究结果有助于预测哪些珊瑚物种更有可能在海洋变暖时生存。不幸的是,我们发现最易受影响的物种是那些通常用于珊瑚礁恢复工作的物种。为了确保珊瑚礁恢复的长期成功,恢复计划应将重点转向抗漂白的物种。”负责监督研究的生物科学学院和太古海洋科学研究所副教授David Baker博士说。

尽管掠食性营养可以提供漂白保护,但科学家们指出,考虑到持续升高的温度,研究中的所有物种最终都会漂白。“捕获大量食物并不能挽救珊瑚免于漂白,”Conti-Jerpe博士解释道,“它只是为它们争取了一点时间——这是它们迫切需要的。”这项研究的结果将帮助科学家、保护主义者和政策制定者预测哪些珊瑚将首先消失,以及这将如何改变珊瑚礁生态系统,包括它们提供的服务。

稳定同位素数据是调查饮食的既定工具——它们来自测量具有相同生物功能但质量略有不同的常见元素的不同形式,例如碳和氮。例如,氮是DNA和蛋白质的基本构建块——它以常见的“轻”同位素(14N)和罕见的“重”同位素(15N)形式存在。在饮食方面,如果动物在食物链中处于较高位置,它们会积累15N——食肉动物的15N比食草动物多。

本研究中,与它们的藻类具有不同稳定同位素值的珊瑚含有更多的15N,因此必定更具掠食性。

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