珊瑚礁的不速之客：科学家们发现了更多致使其白化的隐患

珊瑚礁的不速之客：科学家们发现了更多致使其白化的隐患DeronBurkepile教授在摩尔亚周围的珊瑚礁中观察处于白化过程的珊瑚。他们发现，珊瑚发现从白化中恢复比从风暴中恢复更具挑战性，即使在这两种情况下的死亡率是相当的。漂白造成的骨骼残骸为藻类提供了一个保护罩，而藻类则超过了生长缓慢的珊瑚的竞争。这项研究由博士生KaiKopecky领导，最近发表在《生态学》杂志上。大多数浅水珊瑚都有共生藻类，它们为动物提供食物，以换取一个安全的家和营养物质。但是极端的条件会使这种安排失调，导致珊瑚在一个被称为漂白的过程中驱逐它们的伙伴，这往往是致命的。海藻在受到干扰后可以迅速占领珊瑚礁。自20世纪80年代末以来，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员一直在研究法属波利尼西亚摩瑞岛周围的珊瑚及其珊瑚礁生态系统。Kopecky对该岛的第二次访问恰好是在一次重大白化事件中。他说："看到许多明亮的白色珊瑚骨架是非常令人震惊的，但令人感到欣慰的是，该岛的珊瑚礁在过去已被证明具有显著的复原力。"不幸的是，这次开始出现了一个不同的模式。海藻是珊瑚在珊瑚礁上的一个主要竞争者，它们开始在漂白的骨架上定居。Kopecky想知道，这些骨架的存在是否使珊瑚礁走上了一条以海藻为主要居民的道路。以前在摩尔雅的工作表明，热带珊瑚礁可以承载以珊瑚或海藻为主的社区。这些不同的状态对小的干扰有弹性，但一个大的冲击可以使生态系统从一个转向另一个，这个过程称为滞后。一旦发生这种情况，即使条件再好，珊瑚礁也不会恢复到以前的状态。该系统已经找到了一个新的平衡点。Kopecky开发了一个数学模型来比较白化事件留下一些骨架或者风卷残云将珊瑚礁刮得一干二净之后的珊瑚礁动态。他使用了一个由五个微分方程组成的系统来捕捉礁石上的空隙、活的和死的分支珊瑚以及海草覆盖之间的过渡。结果是有说服力的。Kopecky说："仅仅是这些骨架留在珊瑚礁上的事实就导致了这些根本不同的恢复模式。"珊瑚骨架似乎可以保护年轻的海藻不受食草动物的侵害，否则这些食草动物会将其控制住。动物们无法进入所有的缝隙，所以海藻获得了一个可以传播的立足点。然而，这种保护似乎并没有为年轻的珊瑚本身提供同样的好处。作者怀疑珊瑚并不像海藻那样面临来自捕食者的压力。更重要的是，如果有机会的话，藻类族群可以迅速超过珊瑚。高级作者、生态学、进化论和海洋生物学助理教授霍利-莫勒说："珊瑚实际上是在铺设岩石，而藻类大多只是快速生长的、柔软的、多叶的材料。"珊瑚礁的建立是一个缓慢的过程，新的生长过程将死亡的骨架纳入更大的珊瑚礁结构中。但是白化现象一下子杀死了很多珊瑚--特别是最古老和最年轻的珊瑚--而且骨架最终会因为侵蚀而变得很脆。对于年轻的珊瑚来说，这不是一个强大的基础，他们的生活将建立在这个基础之上。如果死亡的骨架阻碍了珊瑚的恢复，为什么不简单地清除它们？这种方法在其他生态系统中正获得支持。Kopecky说："类似于火灾或森林中的枯树，以便系统对未来的干扰有更强的适应性。"然而，珊瑚的骨架提供了许多好处。它们形成了各种动物的栖息地，一些证据表明，珊瑚礁的结构复杂性与珊瑚的快速恢复有关。Kopecky说："效果真的取决于该结构的性质是什么。材料密度、强度和空间布局都会影响珊瑚礁的动态，这些方面需要被考虑到。"该团队在摩尔雅有一套正在进行的实验，包括一个探索当死珊瑚骨架被移除时，珊瑚礁如何恢复的实验。其他几个实验正在测试Kopecky用于创建其模型的假设。例如，死珊瑚究竟能在多大程度上减少食草动物？骨架又是如何影响活珊瑚的生长的？莫勒说："凯的研究是生态学中数学模型价值的一个典型例子。珊瑚可以活上几百年，而珊瑚礁的恢复可能需要几十年。这不是一个你可以现实地做的实验。""但如果你有一个模型，"她继续说，"而且你相信你设置这个模型的方式，因为你已经做了其他的实验，那么你可以对未来几十年进行这些预测。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361449.htm

战胜酷热：太平洋珊瑚礁对气候的抵抗力空前增强

战胜酷热：太平洋珊瑚礁对气候的抵抗力空前增强由纽卡斯尔大学领导的最新研究表明，太平洋帕劳地区的珊瑚礁很可能已经适应了较高的海洋温度，从而减少了未来因气候变化而可能出现的白化现象。根据数十年的实地观测，科学家们为帕劳珊瑚礁模拟了多种可能的未来珊瑚白化轨迹，每种轨迹都模拟了不同的热耐受性增强率。他们发现，如果珊瑚的热耐受性在整个21世纪继续以最有可能的历史速度提高，那么白化影响就有可能显著减少。这些研究结果今天（8月22日）发表在《自然-通讯》（NatureCommunications）杂志上，肯定了未来珊瑚白化的严重程度取决于碳减排这一科学共识。在中低排放情景下，例如履行《巴黎协定》的承诺，一些珊瑚礁的高频率白化现象可以得到完全缓解。然而，在社会继续依赖化石燃料发展的高排放情景下，这种白化影响是不可避免的。根据数十年的实地观测，科学家们为帕劳珊瑚礁模拟了多种可能的未来珊瑚白化轨迹，每种轨迹都模拟了不同的热耐受性增强率。(帕劳珊瑚礁）图片来源：LiamLachs研究第一作者利亚姆-拉克斯（LiamLachs）是纽卡斯尔大学珊瑚助手实验室的成员。拉克斯说："我们的研究表明了生态对气候变化的适应能力，同时也强调了履行《巴黎协定》承诺以有效保护珊瑚礁的必要性。我们量化了珊瑚耐热性在十年时间尺度上的自然增长，这可以直接与海洋变暖的速度进行比较。虽然我们的工作带来了一线希望，但也强调了继续采取行动减少碳排放的必要性，以减缓气候变化，确保这些重要生态系统的未来。"该研究的合著者、纽卡斯尔大学自然与环境科学学院的詹姆斯-盖斯特博士补充说："我们知道，珊瑚礁可以通过适应环境、基因适应或群落结构的变化，随着时间的推移提高其整体热耐受性，但是，我们对发生这种情况的速度知之甚少。这项研究使用了一个偏远太平洋珊瑚礁系统的数据，并估算了自20世纪80年代末以来耐受性的提高速度。研究结果为珊瑚礁跟上气温的上升带来了一些希望，但前提是必须对气候变化采取强有力的措施。"合作研究和更广阔的视野这项研究是第一作者于2021年与加拿大不列颠哥伦比亚大学西蒙-多纳教授的气候与沿海生态系统实验室合作访问的成果。"这项研究表明，一些珊瑚礁有可能在未来气候变化引发的热浪面前变得更具复原力，"Donner教授说。"然而，这种复原力也可能付出代价，即珊瑚礁多样性和生长速度的降低。如果不在未来二三十年内大幅削减温室气体排放，太平洋地区的珊瑚礁将无法提供太平洋人民数百年来赖以生存的资源和免受海浪侵袭的保护。"珊瑚礁的未来珊瑚礁蕴藏着丰富的生物多样性，但也面临着前所未有的衰退，原因是海洋热浪以及由此导致的大规模珊瑚白化和死亡事件。珊瑚群落要想在气候变化的影响下继续生存下去，就必须承受强度和频率逐渐增加的海洋热浪。珊瑚礁对热的耐受力自然增长的速度，以及这种增长速度是否能与海洋变暖的速度相匹配，在很大程度上仍是未知数。为了填补这一知识空白并为珊瑚群落未来的恢复能力提供见解，纽卡斯尔大学的研究小组调查了历史上的大规模白化事件，并重点对帕劳这一偏远的太平洋珊瑚礁系统进行了案例研究。研究还测试了减缓气候变化和减少碳排放的不同全球行动水平，调查了四种排放情景及其对未来珊瑚白化预测的影响。研究结果表明，自上世纪80年代末以来，帕劳珊瑚的热耐受性可能以每十年0.1°C的速度提高。这种增长表明，珊瑚或其共生微藻的遗传适应或驯化等自然机制可能有助于提高珊瑚的耐热性。该研究的合著者之一、昆士兰大学和帕劳国际珊瑚礁中心的彼得-蒙比教授认为，"即将面临的一些挑战将是厘清哪些机制推动了这些耐受性的潜在转变，并了解未来热耐受性继续增强的可能性"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378725.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378725.htm

达尔文的珊瑚礁悖论已解 科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团

达尔文的珊瑚礁悖论已解科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团南安普顿大学的一项研究揭示，珊瑚以生活在其细胞内的微小藻类为食，从而获得了以前认为无法获得的营养源。这一发现解答了一个被称为"达尔文珊瑚礁悖论"的长期谜团，解释了珊瑚如何在缺乏营养的水域中繁衍生息。领导这项研究的南安普顿大学珊瑚礁实验室主任约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授评论说：达尔文的珊瑚礁悖论"是关于为什么珊瑚礁会在营养物质匮乏的海洋中生长的问题，它启发人们发现了有助于解释这一现象的几个重要过程。我们现在可以为这一谜题增添缺失的部分，帮助解开这个长期存在的谜团"。珊瑚礁为许多生物提供家园和觅食地。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学他介绍说，查尔斯-达尔文（CharlesDarwin）乘坐"小猎犬号"（HMSBeagle）起航时，他认为自己是一名地质学家，在热带海洋航行期间，他很快对珊瑚礁的形成地点和原因产生了兴趣。达尔文正确地预测了地壳下沉和珊瑚稳步向上生长是如何相互作用形成巨大珊瑚礁结构的。然而，这种蓬勃生长背后的生物机制仍未得到研究"。石珊瑚是一种软体生物，有些人可能觉得它们像植物，但实际上它们是动物。这些生物由许多单独的珊瑚虫组成，它们聚居在一起，秘密地形成石灰岩骨架，形成我们所知的'珊瑚礁'三维框架。珊瑚礁是重要的水下生态系统，造福于许多人类社区。珊瑚礁是无数生物的家园和觅食地，维持着全球海洋生物多样性的25%。它们为地球上大约5亿人提供食物和收入。珊瑚礁上的单细胞共生藻，显示其通过细胞分裂生长。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学珊瑚动物依赖于一种"共生"关系，即与生活在其细胞内的微小藻类之间的互利关系。光合藻类产生大量富碳化合物（如糖），并将其转移到宿主珊瑚体内以产生能量。共生藻还能非常有效地从海水中吸收硝酸盐和磷酸盐等溶解的无机营养物质。即使在缺乏营养的海洋中，这些化合物也可以作为生活在附近的海绵等生物的排泄物而大量存在。它们还可以通过洋流转移到珊瑚礁上。与它们的共生体不同，珊瑚的宿主不能直接吸收或利用溶解的无机营养物质，直到现在，人们还不清楚这些营养物质是如何促进珊瑚生长的。不过，南安普顿大学的科学家与英国兰卡斯特大学、特拉维夫大学和以色列耶路撒冷大学等合作团队一起，已经确定了这些必要的生长营养物质转移到珊瑚动物体内的机制。他们的研究成果发表在《自然》杂志上。南安普顿大学珊瑚礁实验室的实验水族箱。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学通过在南安普顿大学珊瑚礁实验室进行一系列长期实验，科学家们证明，珊瑚实际上消化了部分共生藻群，以获取共生藻从水中吸收的氮和磷。如果水中有足够的溶解无机营养物质，即使珊瑚没有获得额外的食物，这种机制也能让它们快速生长。在印度洋偏远珊瑚礁环礁的实地考察结果支持了实验室的研究成果，证明这种机制在生态系统层面上促进了野生珊瑚的生长。南安普顿珊瑚生物学副教授、主要作者之一塞西莉亚-达安杰洛博士评论说："多年来，我们一直在实验水族箱系统中繁殖共生珊瑚，我们观察到，即使不喂食，它们也能生长得很好。根据目前的知识水平，我们无法解释共生双方是如何交换养分的，因此我们认为我们缺少了重要的一环，并开始系统地分析这一过程"。海鸟为印度洋的珊瑚礁引入营养物质。图片来源：兰卡斯特大学尼克-格雷厄姆（NickGraham珊瑚礁实验室的研究员洛雷托-马多内斯-韦洛佐博士（LoretoMardones-Velozo）进行了关键的实验，他补充说："我们可以预料到，动物会死亡或在珊瑚礁中发现营养物质，人们会认为，如果不吃东西，动物就会死亡或停止生长。然而，如果我们把珊瑚放在溶解无机营养物质水平较高的水中，它们看起来非常快乐，而且生长迅速。"研究人员使用一种特殊标记的化合物来追踪共生伙伴之间必需营养元素氮的移动。实验中使用的化学形式的氮只能被共生体整合到它们的细胞中，而不能被珊瑚宿主整合到细胞中。南安普顿大学稳定同位素质谱实验室经理巴斯蒂安-汉巴赫（BastianHambach）解释说："我们利用同位素标记技术，在提供给珊瑚的营养物质中'添加'比正常重的氮原子。这些同位素使我们能够利用超灵敏检测方法追踪珊瑚对营养物质的使用情况。"CeciliaD'Angelo博士在南安普顿大学珊瑚礁实验室繁殖珊瑚。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学南安普顿大学古海洋学家保罗-威尔逊（PaulWilson）教授解释说："通过这项技术，我们可以明确地证明，维持珊瑚组织生长的氮原子来自于实验中喂给其共生体的溶解无机营养物质"。南安普顿大学的约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授补充说："我们使用了10种不同的珊瑚物种来量化共生体种群是如何随宿主一起增长的。利用共生体生长的数学模型，我们可以证明珊瑚消化了其共生体种群的多余部分，为其生长获取营养。我们的数据表明，大多数共生珊瑚可以通过这种'素食'来补充营养"。科学家们还对生长在印度洋岛屿周围的珊瑚进行了分析，一些珊瑚上有海鸟，一些则没有，结果表明珊瑚有可能在野外养殖共生体并以其为食。实验珊瑚Stylophorapistillata的生长。图片来源：Mardones-Velozo/D'Angelo/Wiedenmann/南安普顿大学兰卡斯特大学海洋生态学家尼克-格雷厄姆（NickGraham）教授解释说："其中一些岛屿周围的珊瑚礁有大量的养分，这些养分来自鸟粪，即在岛上筑巢的海鸟的排泄物。在其他一些岛屿上，海鸟的繁殖地已经被入侵的老鼠消灭殆尽。因此，相关珊瑚礁获得的养分也减少了。我们测量了有密集海鸟群和没有密集海鸟群的岛屿周围鹿角珊瑚群的生长情况，发现在有海鸟提供养分的珊瑚礁上，鹿角珊瑚的生长速度要快两倍多。我们计算出，在有海鸟栖息的岛屿上，珊瑚动物组织中约有一半的氮分子可以追溯到共生体的吸收以及随后向宿主的转移"。科学家监测印度洋珊瑚礁上的珊瑚生长情况，研究海鸟营养物质的影响。资料来源：兰卡斯特大学，尼克-格雷厄姆通常由人类活动造成的过度营养富集会损害珊瑚，并对许多珊瑚礁构成日益严重的威胁。然而，由于全球变暖可能会切断珊瑚礁的一些天然供应路线，未来一些珊瑚礁获得的养分可能会减少。南安普顿大学的D'Angelo博士解释说："变暖的表层水更不可能从深水层获得养分。水体生产力的降低会导致共生体的营养物质减少，进而导致珊瑚动物的食物减少"。科学家们的新发现表明，虽然珊瑚动物可以通过捕食其共生体来忍受短暂的饥饿，但在某些地区，由于全球变暖带来的更长时间的营养物质枯竭，一些珊瑚礁可能会面临饥饿的风险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379619.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379619.htm

新研究揭示了海藻在珊瑚礁健康中的欺骗性作用 科学家被骗几十年

新研究揭示了海藻在珊瑚礁健康中的欺骗性作用科学家被骗几十年新的研究表明，长期以来被用作珊瑚礁健康指标的海藻可能会提供误导性信息。这项研究分析了1200多个海洋站点的数据，结果表明，不同种类的大型藻类对污染的反应不同，可能会掩盖珊瑚礁压力的迹象，并误导保护工作。不列颠哥伦比亚大学海洋与渔业研究所博士后、该研究的第一作者萨拉-坎农（SaraCannon）博士说："鉴于全球珊瑚礁正受到气候驱动的压力因素的威胁，这在今天尤为重要。"海藻属于一类被称为大型藻类的生物。长期以来，海洋表面的大型藻类一直是珊瑚礁健康状况的代表，因为它的测量相对快速和容易。自20世纪70年代以来，科学家们一直认为，当地的人类活动在增加大型藻类的同时也破坏了底层珊瑚礁。然而，刚刚发表在《全球变化生物学》（GlobalChangeBiology）上的这项研究考察了印度洋和太平洋1200多个地点16年来的数据，发现这种方法具有误导性，甚至可能隐藏着珊瑚礁压力的迹象。例如，大型藻类的覆盖率在很大程度上取决于特定区域生长的物种。马尾藻不太可能生长在受农业径流污染的水域，但水螅藻（Halimeda）却能茁壮成长。在这两种情况下，珊瑚礁都会受到影响。全球研究小组得出结论，使用大型藻类覆盖率作为当地人类影响的指标，实际上会掩盖我们的行为对珊瑚礁的危害程度，并导致科学家错误地识别最需要干预的珊瑚礁。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370893.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370893.htm

极端潮汐：澳大利亚动态蒙哥马利珊瑚礁的生态启示

极端潮汐：澳大利亚动态蒙哥马利珊瑚礁的生态启示2024年4月21日，陆地卫星9号上的陆地成像仪-2在涨潮时拍摄的澳大利亚亚瓦贾巴岛周围的蒙哥马利礁卫星图像。大地遥感卫星8号上的陆地成像仪拍摄的2024年4月29日退潮时澳大利亚亚瓦贾巴岛周围蒙哥马利礁的卫星图像。由于金伯利沿岸地势平坦，呈大陆架状，潮汐变化在这一地区尤为明显。这对图像显示的是2024年潮汐涨潮时（左）和退潮时（右）的珊瑚礁。4月21日，大地遥感卫星9号上的OLI-2（业务陆地成像仪-2）拍摄到了涨潮图像；4月29日，大地遥感卫星8号上的OLI（业务陆地成像仪）拍摄到了落潮图像。退潮时的生态动态涨潮时，可以看到蒙哥马利礁内的沙质小岛和红树林覆盖的主岛亚瓦贾巴（Yawajaba），但礁石大部分都在水下，看不到。退潮时，水位会下降多达10米（33英尺），露出大堡礁广阔的阶梯结构和亚瓦贾巴周围的浅泻湖网络。当潮水从礁石上倾泻而下时，外流的海水会变得汹涌澎湃。有时，从礁石上倾泻而下的白水会形成数十条小溪和小瀑布，流入礁石内更深的水道，这对游客来说是一种奇观，对野生动物来说则是一种危险。当海水流走时，可以看到鱼类、海蛇、海龟、黑礁鲨、儒艮和其他生物在珊瑚平台上翻滚。退潮时，偶尔会有动物搁浅在裸露的珊瑚礁上。蒙哥马利礁的地质和生物特征蒙哥马利礁的结构并不完全是珊瑚的产物。它曾是由白云岩和砂岩构成的平顶陆地台地，形成于大约18亿年前。最近，这一古老的结构被一层海洋生物的外衣所包裹，尤其是菱锰矿--一种自由漂浮的珊瑚藻类，它为珊瑚礁的周边增添了许多结构。由几种类型的硬珊瑚和软珊瑚组成的群落覆盖了约20%的珊瑚礁表面，尤其是在水池和水道边缘的深水区。与澳大利亚和世界其他地区的珊瑚相比，金伯利海岸的珊瑚（如蒙哥马利礁上的珊瑚）以异常顽强的生命力而闻名。它们已经适应了潮汐变化带来的温度波动，并能承受退潮时紫外线和风的照射。但是，即使是这些坚固的珊瑚也并非坚不可摧。2016年的海洋热浪是第三次全球白化事件的一部分，据科学家报告，蒙哥马利珊瑚礁和金伯利海岸的其他珊瑚群落出现了大面积的珊瑚白化现象。监测和未来关注2024年4月，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）证实全球珊瑚正处于第四次全球白化事件中，但蒙哥马利礁当地尚未出现白化报告。国家海洋和大气管理局珊瑚礁观测站的热应力地图显示，2024年5月中旬，西澳大利亚西南部和靠近赤道地区的珊瑚面临着更大的白化风险。编译来源：ScitechDailyLaurenDauphin利用美国地质调查局提供的Landsat数据拍摄的NASA地球观测站图片。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431889.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431889.htm

科学家在世界首次试验中冷冻大堡礁珊瑚

科学家在世界首次试验中冷冻大堡礁珊瑚（早报讯）在澳大利亚大堡礁工作的科学家成功地试验了一种冷冻和储存珊瑚幼虫的新方法，最终可能有助受气候变化威胁的珊瑚礁重新焕发生机。路透社报道，在12月的实验室试验中，科学家在澳洲海洋科学院（AIMS）使用冷冻膜来冷冻珊瑚幼虫，这是世界上首次使用大堡礁珊瑚的试验。所使用的珊瑚是为了这次试验从珊瑚礁上采集的，恰逢每年短暂的产卵期。低温冷冻的珊瑚可以被储存起来，之后再放回野外，但目前的过程需要包括激光在内的精密设备。科学家说，一种新的轻型“低温网”（cryomesh）制造成本低廉，可以更好地保护珊瑚。由于海洋升温破坏了脆弱的生态系统，因此科学家正争相保护珊瑚礁。大堡礁在过去七年中经历了四次白化事件，其中包括拉尼娜（LaNina）现象期间的首次白化，这通常会带来较低的温度。史密森尼国家动物园和保护生物学研究所的高级研究科学家哈格多恩（MaryHagedorn）说：“如果我们能确保珊瑚的生物多样性，那么我们将拥有未来的工具来真正帮助恢复珊瑚礁。这项技术对于未来的珊瑚礁来说，将真正改变游戏规则。”发布：2022年12月19日7:02PM