?對(duì)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(guó)國(guó)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(guò)攪亂其宿主的共生藻類(lèi)，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(lái)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(guò)改變其宿主的共生藻類(lèi)群落來(lái)提高其對(duì)熱量的耐受性，而這些藻類(lèi)群落通過(guò)光合作用為它們提供生存所需的能量。

他們研究了增強(qiáng)熱帶太平洋東部珊瑚礁上杯形珊瑚屬耐熱性的潛在機(jī)制。文章指出，這些珊瑚所寄生的耐熱共生藻類(lèi)蟲(chóng)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(xiàng)研究揭示了一種機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制，一些珊瑚礁可能比以前想象的更具韌性，并說(shuō)明了未來(lái)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(lái)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(gè)珊瑚群體和種群對(duì)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(guò)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(dá)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(huì)持續(xù)到那個(gè)時(shí)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(duì)該地區(qū)的珊瑚礁極為重要。它們?cè)谄浣M織中寄生的微小藻類(lèi)獲取光，幫助珊瑚產(chǎn)生能量以生長(zhǎng)。這些共生藻類(lèi)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(duì)熱應(yīng)激的耐受性，研究人員研究了來(lái)自巴拿馬的40多年珊瑚礁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，巴拿馬是世界上同類(lèi)數(shù)據(jù)中最長(zhǎng)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(guò)去2次的藻類(lèi)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(duì)杯型珊瑚屬的珊瑚，有時(shí)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(shí)，在強(qiáng)烈的海洋熱浪期間，耐熱藻類(lèi)蟲(chóng)黃藻在這一特定的珊瑚譜系中變得越來(lái)越常見(jiàn)，使它們能夠更好地抵御高溫。當(dāng)結(jié)合未來(lái)熱應(yīng)力的氣候預(yù)測(cè)時(shí)，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(lèi)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(jī)制是耐熱性的明顯驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)期熱歷史。然而，由于最近的嚴(yán)重?zé)崂耍汉鞯哪蜔嵝越档?，這就需要對(duì)珊瑚種群在與生態(tài)相關(guān)的時(shí)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(kù)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(tuán)隊(duì)指出，雖然溫和的海洋熱浪可能有助于進(jìn)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(shí)間更長(zhǎng)，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(cè)珊瑚礁的未來(lái)，這樣才能發(fā)展知識(shí)，支持在不斷變化的氣候中進(jìn)行基于恢復(fù)力的管理。