科學家發現珊瑚有一個可能有助于珊瑚礁保護的秘密

正如個體人類處理壓力的方式不同一樣，珊瑚也是如此。即使是并排生長的同一物種的珊瑚群落，對熱浪等壓力的耐受性也各不相同。

在今天發表的研究，我們發現了珊瑚耐熱性可變的令人驚訝的新證據。隨著世界海洋變暖，這些差異很重要。

今年早些時候，全球第四次全球大規模白化事件被宣布。大堡礁遭受重創五次大規模漂白自 2016 年以來 – 最近一次是在剛剛過去的夏天。這些宣言遵循了世界有記錄以來最熱的一年.

為了保持世界珊瑚礁的健康和功能，全球碳排放量必須大幅遏制以降低海洋變暖的速度。隨著人類努力實現這一目標，干預措施可能會為珊瑚在變暖的環境中生存贏得時間。

我們做了什么

珊瑚的耐熱性可以通過分析它們對水溫升高的反應來衡量。我們的研究涉及測量 500 多個板狀珊瑚群落的白化閾值，Acropora hyacinthus.

Acropora hyacinthus是一種常見的珊瑚，形成小枝條的“桌子”。這個物種是雙具有重要的生態意義且極易受到熱浪的影響，使其成為保護的主要候選物種。

珊瑚的特征顏色是由生活在其組織內的藻類提供的。藻類還提供珊瑚的大部分營養。當水溫過高且時間過長時，珊瑚會排出藻類，導致其白化和饑餓。

在海上，我們參觀了 17 個珊瑚礁進行水肺潛水和尋找Acropora hyacinthus.然后，我們將這些珊瑚的樣本帶到一艘研究船上進行實驗。

我們專門設計的便攜式實驗系統包含 12 個設置為四種不同溫度的罐。將珊瑚碎片放置在每個水箱中，并在不同溫度下進行短期熱應激。

之后，我們測量了珊瑚碎片中殘留的色素量，這與珊瑚細胞中殘留的藻類量直接一致。

然后，我們確定了每只珊瑚的白化閾值——換句話說，珊瑚色素沉著下降到其健康水平的 50% 的溫度。這使我們能夠了解存在多少變異以及最耐熱的菌落生活在哪里。

那么我們發現了什么呢？在我們的實驗中，高溫下保留的色素量從 3% 到 95% 不等。這意味著在高溫下，一些珊瑚群落完全白化，而另一些珊瑚群落似乎幾乎沒有受到影響。

在我們研究的 17 個珊瑚礁中，有 12 個包含白化閾值排名前 25% 的珊瑚礁。這意味著在我們采樣的大多數珊瑚礁中都可以找到耐熱珊瑚。

自然與后天

珊瑚處理壓力的方式不同，原因有兩個：自然和后天。

每個珊瑚都有獨特的“性質”或基因組成，這會影響它的耐熱性。我們的結果表明，在整個大堡礁發現的珊瑚可能擁有獨特的遺傳資源，這些資源對恢復和適應很重要。

然而，海洋環境的各個方面可能會培養或阻礙珊瑚的熱應激反應。這些因素包括水溫、營養條件和生活在珊瑚組織內的共生藻類。

我們發現生活在溫暖地區（如北部大堡礁）的珊瑚可以承受更高的水溫。然而，由于這些地區的水非常溫暖，珊瑚已經接近其溫度極限。

南部大堡礁的珊瑚無法承受與北部鄰居一樣高的溫度。我們的研究結果表明，這些珊瑚比北方的珊瑚更能容忍高于當地溫度的變暖。

這些耐受性模式可能會影響哪些珊瑚在海洋熱浪中幸存下來。

賦予我們的珊瑚礁未來

我們的發現對珊瑚適應水下溫暖海洋的能力具有潛在的重要意義氣候變化.

結果也可能為珊瑚礁恢復和保護工作提供信息。例如，耐熱的親本珊瑚可能是選擇性繁殖產生更適合溫暖水域的后代。

此類計劃的成功取決于珊瑚的基因組成在多大程度上控制其耐熱性。因此，這項研究的下一步是調查這些遺傳差異。

選擇性育種試驗已經進行，使用本研究中確定的最耐熱的珊瑚。

在保護我們的珊瑚礁方面，減少溫室氣體排放勢在必行。然而，選擇性繁殖等干預措施可能是有用的補充，可以為珊瑚礁提供最好的未來。

梅麗莎·諾格爾， 珊瑚生態學博士生，南十字星大學;艾米麗·豪威爾斯， 海洋生物學高級研究員，南十字星大學和K 線托架，研究項目主任，澳大利亞海洋科學研究所

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