文章来源：珊瑚礁国际论坛公众号

Atypical corals: lessons from these organisms living under extreme conditions

STUDY | 研究珊瑚在野外极端差异条件下的生存与适应能力,揭示科学所获

自然环境实验

图源：Coral Guardian

珊瑚礁是受人类活动威胁最大的生态系统之一，由于环境不断变化，珊瑚面临着巨大的挑战，因为氧气消耗、温度上升和海洋酸化等原因，导致它们不得不适应极端环境条件。

科学家们为了解珊瑚的适应能力，已经在野外、次优条件或极端条件下所建立的珊瑚礁上进行了科学变量观察研究。为什么要在野外研究它们，而不是在实验室中模拟条件？

其实，通过在野外进行这些研究，可以最大限度地延长珊瑚礁在特定条件下的暴露时间，从而可以观察在压力源之下共同发生的群落相互作用，以及生物发展过程，这些条件在实验室中是难以复制的。

在未来几年内，珊瑚将如何适应不断变化的环境，或许实验能够为我们提供一些线索。这些生态系统就好比是“自然实验室”，研究生物体对不同环境的反应，比如暴露于高温、近火山口的低pH值、城市和高浑浊度条件、中光区域（Mesophotic Zone：光照能见度适中的珊瑚生态系统存在于太阳光照较差的地区，通常分布在30至40米深海区域）等变量条件。

为了收集迄今为止所知的关于该主题的科学知识，阿布扎比大学（University of Abu Dhabi）的研究员约翰·伯特（John Burt），与澳大利亚、美国和新加坡等多所大学和研究机构的研究人员合作，于 2020 年在科学期刊《珊瑚礁》（Coral Reefs）上发表了一篇评述论文。

左，圆圈大小显示了不同地区出版物数量；右，曲线显示了每种珊瑚礁类型累积的科学出版物数量

尽管在文章中，作者发布了几种不同类型的珊瑚礁结果，但是本篇内容主要描述暴露在极端温度下的以及浊带中的珊瑚礁情况。

珊瑚对高温的抵抗力

由于潮汐的变化，浅层珊瑚礁的环境条件不断变化，又由于近年气候变化影响而加剧。因此，珊瑚面临着来自生存环境的各种压力。

过去几年的热浪使得浅水和礁湖成为了人们关注的焦点。事实上，虽然大多数珊瑚礁地区的珊瑚覆盖面积持续减少，但一些珊瑚群落却表现出显著的耐热性。通过调查研究，科学家们已经确定了它们在高温下挣扎生存的方式。

在这种耐受性的基础上，已经确定了几种生物影响机制，其中之一便是是微生物群的作用。

一方面，与珊瑚相关的微生物的组成具有可塑性，它们根据栖息地的不同而变化，这使得共生功能体（Holobiont）能够适应不断变化的环境。

*Holobiont：由宿主和微生物种类组成的群落，它们通过互惠或共生的方式生活，构成微生物群。珊瑚生物体的集合构成包括：宿主（珊瑚虫）和共生的微生物（如虫黄藻、细菌和病毒）。

另一方面，在物种特殊性强、高水温地区（如波斯湾）进行的研究表明，珊瑚更能忍受高温，这是因为它们与耐高温微藻类即嗜热枝藻(Cladocopium Thermophilum)的紧密联系，同时，也受到来自其他生物关系机制的影响。

然而，对这些极端温度的抵抗并不能使珊瑚礁免疫。相比较于在阿曼海（Oman Sea）发现的类似物种，在波斯湾等非理想的高温条件下生存所需的能量成本，使得珊瑚体积更小，钙化能力和繁殖力也相对较弱。此外，研究还发现，温度压力会削弱珊瑚抵御疾病的能力，使它们更容易受到疾病侵袭。

珊瑚对浑浊环境的适应

浑浊的与清澈的珊瑚礁区域，形成了鲜明对比，因为前者含有大量悬浮沉积物。虽然沉积物降低了光强度，并影响虫黄藻的光合作用，但实地研究表明，当暴露于类似温度时，一些浑浊的沿海珊瑚礁的珊瑚死亡率，低于清澈水域下的珊瑚礁。

这种对热应力的抵抗，主要是由于浑浊环境的低亮度，限制了太阳辐照对珊瑚的影响，从而限制了珊瑚的白化。

因此，自然规律的双刃剑在这又出现了，浑浊既可以被视为一种威胁，也可以被视为一种生存手段。

然而，自然状态下的浑浊度，往往由于泥沙径流和化学污染物（如农药、杀虫剂、废物、污水）等影响而逐渐加剧。在这种情况下，珊瑚和鱼类会受到有害影响。事实上，当沉积物中有污染物时，鱼类的能见度就会受到影响，从而削弱它们寻找庇护所的能力。此外，微小的颗粒堆积在鱼鳃上，也限制了鱼的吸氧能力。

可见，这些数据尤其突显了浑浊度对珊瑚礁影响的复杂性程度，并揭示了沉积和径流通常被认为是主要威胁的现实考量依据。

结论

对珊瑚礁而言，当前所受到的人类压力影响，是史无前例的。因此，了解边缘地域珊瑚礁的位置，以及它们在次优条件或极端环境条件下生存的不同影响因素，对当前的研究工作是至关重要的。

通过自然选择而获得的适应能力，帮助这些珊瑚尽可能应对不断上升的温度和高浑浊度，使生存的可能性得以增加，尤其是通过它们与其他生物之间的共生关系。借助在此类自然环境中的研究调查，科学家们希望研究探索的精神得以强调，继而帮助人们更加重视这些生物所拥有的科学探索价值。

文章来源：珊瑚礁国际论坛

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