珊瑚白化:地表以下微生物混乱的催化剂

珊瑚白化:地表以下微生物混乱的催化剂

新的研究结果表明,珊瑚白化会促使释放促进有害细菌生长的化合物,这表明这些变化可以作为珊瑚礁压力的早期指标,并有助于保护工作。

在世界各地健康的珊瑚礁上,珊瑚、藻类、鱼类和微生物相互联系,相互平衡地生活着——交换营养、资源和化学信号。由夏威夷大学(UH)和荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)领导的新研究表明,当珊瑚白化发生时,珊瑚会向周围的水中释放独特的有机化合物,这些化合物不仅促进了细菌的整体生长,而且选择了可能进一步对珊瑚礁造成压力的机会性细菌。

白化对珊瑚礁的影响

“我们的研究结果表明,短期热应力和长期白化的影响可能超出珊瑚并进入水柱,”Wesley Sparagon说,他是UH Mānoa热带农业与人力资源学院的博士后研究员,也是UH Mānoa海洋与地球科学与技术学院(SOEST)的前博士生。

 

该研究小组包括来自UH Mānoa,NIOZ,斯克里普斯海洋学研究所和加州大学圣巴巴拉分校的科学家,对2019年在法属波利尼西亚莫雷阿岛举行的漂白事件中收集的漂白和未漂白珊瑚进行了实验。

“尽管珊瑚白化在全球珊瑚礁中是一种有据可查且日益普遍的现象,但关于珊瑚礁水柱微生物学和生物地球化学影响的研究相对较少,”该研究的资深作者、SOEST教授Craig Nelson说。

实验结果和微生物反应

在加热实验中,研究小组确定,与未漂白的珊瑚相比,热应力和漂白的珊瑚在热应力下都会散发出不同的有机物成分。这些独特的化合物滋养了周围水中的微生物群落,导致其丰度增加。

“有趣的是,对漂白珊瑚分泌物有反应的微生物与健康珊瑚分泌物上生长的微生物不同,”Sparagon说。“而且,快速增长的机会主义者和潜在病原体的丰度更高。这些微生物群落在受压珊瑚周围的生长可能会通过窒息或引入疾病来伤害珊瑚。

令人惊讶的转变和保护影响

最令人惊讶的是,化合物珊瑚释放的这种转变发生在研究中经历过任何压力的珊瑚中:已经变暖但尚未漂白的珊瑚,既加热又漂白的珊瑚,以及以前在野外漂白的珊瑚。

“这表明这个过程发生在整个珊瑚白化期间,从热应力的开始一直到恢复,”NIOZ的共同主要作者Milou Arts说。“重要的是,它在热应激下的健康珊瑚中最为明显,这表明它在热应激开始时影响最大,并可能将珊瑚推向更严重的白化并最终导致死亡。

研究人员现在正在积极研究识别水柱中的化合物和微生物,这些化合物和微生物可作为压力下珊瑚礁的早期预警系统。这可以加强或补充其他珊瑚礁保护工作,特别是在灾难性破坏发生之前确定珊瑚礁压力方面。

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