?對溫和的熱浪看珊瑚是如何提?耐熱性

全球變暖正在世界范圍內(nèi)造成珊瑚礁的損失，這是導(dǎo)致珊瑚白化和死亡的結(jié)果。近日，據(jù)邁阿密大學(xué)羅森斯蒂爾海洋、大氣和地球科學(xué)學(xué)院的一篇研究論文發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。邁阿密大學(xué)羅森斯蒂爾海洋、大氣和地球科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，熱帶太平洋上的一些珊瑚礁可以通過攪亂其宿主的共生藻類，在本世紀(jì)下半葉保持珊瑚的高覆蓋率。這些發(fā)現(xiàn)為世界各地珊瑚礁的未來提供了一線希望。

雖然全球變暖正在世界范圍內(nèi)造成珊瑚礁的損失，但科學(xué)家們認(rèn)為，一些珊瑚正在通過改變其宿主的共生藻類群落來提高其對熱量的耐受性，而這些藻類群落通過光合作用為它們提供生存所需的能量。

他們研究了增強熱帶太平洋東部珊瑚礁上杯形珊瑚屬耐熱性的潛在機制。文章指出，這些珊瑚所寄生的耐熱共生藻類蟲黃藻的數(shù)量增加，有助于在三次大規(guī)模珊瑚白化事件后維持高珊瑚覆蓋率。這項研究揭示了一種機制，通過這種機制，一些珊瑚礁可能比以前想象的更具韌性，并說明了未來的珊瑚礁如何在幾十年內(nèi)保持高復(fù)蓋率，盡管多樣性很低，但前提是其他壓力源被最小化。

由于海洋熱浪，硬核珊瑚種群越來越多地暴露在高于其溫度上限的條件下，導(dǎo)致全球珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)健康下降。然而，歷史上的大規(guī)模白化事件表明，在耐熱性方面存在相當(dāng)大的特定間和特定內(nèi)差異，因此物種、單個珊瑚群體和種群對高溫暴露的敏感性不同。氣候變化正在從根本上改變珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，主要是通過日益頻繁和嚴(yán)重的白化事件。然而，一些珊瑚礁在第一次嚴(yán)重白化后表現(xiàn)出更高的耐熱性。

研究結(jié)果表明，包括巴拿馬、哥斯達黎加、墨西哥和哥倫比亞的太平洋沿岸在內(nèi)的熱帶太平洋東部的一些珊瑚礁可能在2060年保持高珊瑚覆蓋率。然而，盡管這可能被視為這些珊瑚礁的好消息，但除非減少全球溫室氣體排放并在更大范圍內(nèi)遏制全球變暖，否則它們的生存不會持續(xù)到那個時候。

熱帶太平洋東部的淺層珊瑚礁主要由杯形珊瑚屬分支珊瑚建造，這對該地區(qū)的珊瑚礁極為重要。它們在其組織中寄生的微小藻類獲取光，幫助珊瑚產(chǎn)生能量以生長。這些共生藻類的消失導(dǎo)致珊瑚白化，珊瑚難以滿足其能量需求，而這往往是致命的。

為了更好地了解珊瑚如何提高對熱應(yīng)激的耐受性，研究人員研究了來自巴拿馬的40多年珊瑚礁監(jiān)測數(shù)據(jù)，巴拿馬是世界上同類數(shù)據(jù)中最長的數(shù)據(jù)集之一。研究人員分析了1982年～1983年、1997年～1998年和2015年～2016年3次海洋熱浪的溫度、珊瑚覆蓋、白化和死亡率數(shù)據(jù)，以及過去2次的藻類共生群落數(shù)據(jù)。

分析表明，1982年～1983年的熱浪顯著減少了珊瑚礁上的珊瑚覆蓋，但1997年～1998年和2015年～2016年厄爾尼諾的影響更為溫和，特別是對杯型珊瑚屬的珊瑚，有時被稱為鹿角杯形珊瑚，這是熱帶太平洋東部主要的造礁珊瑚。他們還證實，在強烈的海洋熱浪期間，耐熱藻類蟲黃藻在這一特定的珊瑚譜系中變得越來越常見，使它們能夠更好地抵御高溫。當(dāng)結(jié)合未來熱應(yīng)力的氣候預(yù)測時，發(fā)現(xiàn)主要由杯形珊瑚屬珊瑚組成的珊瑚礁和容納這種耐熱藻類的珊瑚礁能夠更好地生存并保持高水平的珊瑚覆蓋，直到本世紀(jì)下半葉，這表明某些珊瑚礁系統(tǒng)可能比以前認(rèn)為的更能抵御氣候變暖。

該研究中的珊瑚種群表明，不同種群之間以及不同環(huán)境梯度之間的耐熱性存在廣泛的表型差異。研究發(fā)現(xiàn)，熱機制是耐熱性的明顯驅(qū)動力，這解釋了珊瑚礁種群耐熱性的空間變化。急性耐熱性與海洋熱浪的發(fā)生之間的密切聯(lián)系表明，珊瑚種群可能正在適應(yīng)或適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境中的近期和長期熱歷史。然而，由于最近的嚴(yán)重?zé)崂?，珊瑚的耐熱性降低，這就需要對珊瑚種群在與生態(tài)相關(guān)的時間范圍內(nèi)適應(yīng)和適應(yīng)的潛在限制感到擔(dān)憂。

詹姆斯·庫克大學(xué)和澳大利亞海洋科學(xué)研究所的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一些珊瑚物種能夠適應(yīng)導(dǎo)致白化的溫度升高，但只有在海洋熱浪事件保持溫和的情況下才能適應(yīng)。該研究團隊指出，雖然溫和的海洋熱浪可能有助于進化適應(yīng)熱應(yīng)激，但研究發(fā)現(xiàn)2016年至2020年期間非常嚴(yán)重的熱浪降低了珊瑚承受更高溫度的能力。珊瑚能夠適應(yīng)，但前提是它們能夠生存。當(dāng)今，海洋熱浪現(xiàn)在更加頻繁，持續(xù)時間更長，這是全球珊瑚礁的主要威脅。必須了解珊瑚如何適應(yīng)這些事件，以更好地預(yù)測珊瑚礁的未來，這樣才能發(fā)展知識，支持在不斷變化的氣候中進行基于恢復(fù)力的管理。