70.8海洋媒体实验室
作者:张效琬
科学指导:Gui
导语 /Introduction/
上回我们说到,珊瑚的成长路上面临着诸多疾病,而当珊瑚披上“白色礼服”时,竟然是敲响了走向死亡的警钟?
当一个人对所有的事物都提不起兴趣来,情绪消沉,生活仿佛失去了颜色,我们可能会认为他们患上了严重的心理疾病——抑郁症,需要得到及时的疏导治疗,不然后果十分严重。
与人类相类似,在蓝色大海之下,珊瑚的身上也存在着同样的自杀式进程,你赞叹于她不同往日的纯白装扮,素雅恬静,而她其实正在一点一点地失去缤纷的颜色,最终走向死亡。珊瑚也得病了,这种病叫做珊瑚的白化现象(coral bleaching)
珊瑚的白化现象(来源:wikipedia)
在健康状态下,虫黄藻等共生藻类为原本的珊瑚提供了主要的食物来源,以及自己缤纷的颜色。正是在他们的陪伴下,珊瑚才能呈现出我们所看到的绚丽多彩的样子。
健康的珊瑚(来源:wikipedia)
/ 01 她如何披上白色礼服? /
发生白化的珊瑚(来源:网络)
一旦珊瑚受到了来自外界环境温度、光照、营养物质等条件的压力时,便开始变得亚健康,他们会处于应激状态下,开始排斥自身组织中与自己朝夕相处的共生藻类,露出自已白色的骨骼。
他们在失去颜色的同时,还失去了体内的“送餐员”与“清洁工”,自身状况急转直下。
1是健康的珊瑚,2是处于压力下的珊瑚,3是白化的珊瑚
(来源:NOAA)
珊瑚的这种“抑郁向断交”涉及多种过程,包括虫黄藻的原位退化、将虫黄藻从肠系膜细丝释放、以及藻类从内胚层脱离的宿主细胞内释放等等。
也就是说,虫黄藻可能在珊瑚之家里与珊瑚反目成仇而被“气死”,或者直接被珊瑚从家里赶出去。不同的因素对珊瑚所造成白化机制存在差异,但最终呈现出来的就是曾经五彩斑斓的珊瑚披上了白色礼服,笼罩着阴霾。
/ 02 到底是什么“致郁”了珊瑚呢?/
“凶手”一号:温度
首要原因就是温室气体排放过多,导致海水温度上升,高温刺激会使珊瑚体内的虫黄藻发生光合系统电子转移受阻、D1蛋白遭破坏、活性氧物增加、细胞凋亡、细胞坏死等现象,最终导致虫黄藻光合色素受损无法为珊瑚虫提供供应,甚至产生有毒害于珊瑚虫的物质,从而被珊瑚驱逐开始游离,最终二者的共生系统不欢而散。
“凶手”二号:盐度
盐度也对珊瑚正常生长有一定的影响。
健康的盐度范围一般是27%~40%,造礁珊瑚有一定的抗盐性,有些能在盐度很高的的海水中生长。一旦海水的盐度下降,比如河口区、生活污水排放,珊瑚在这种情况下,也会将共生藻排出体外,从而可能引起珊瑚白化。
“凶手”三号:重金属污染
重金属污染也是亟待解决的问题,珊瑚共生的虫黄藻密度随着Cu2+浓度的增加,表现出先上升而后持续下降的趋势,直至珊瑚白化;病毒与细菌也会侵扰珊瑚的健康,从而导致珊瑚共生系统的破坏。
除此之外,还有很多因素决定着珊瑚与其共生藻类的健康:水质、水况、天气等等,各个因素作用于珊瑚的时间长短也会影响珊瑚生长发育,不同种或不同地区的珊瑚抵抗力也存在差异,这就使得人们对于珊瑚白化过程的分析和抑制变得更加困难。
”
“抑郁后”的珊瑚会发白,虽然没有死,但失去了他往日的活力,会更容易受到疾病的威胁,并且降低了珊瑚的繁殖能力、减缓珊瑚生长,这些反常的状态最终会造成越来越多的珊瑚死去。
不容乐观的是,若白化持续时间过长、没有加以保护珊瑚礁便难以挽回。根据美国国家海洋和大气协会的数据,从2014年到2017年,世界上大约75%的热带珊瑚礁都经历了严重的热应激,而这种热刺激对于世界上30%的珊瑚礁来说,都是致命的打击。
珊瑚白化进程一开始是可逆的,但不加以恢复便最终导致死亡
(来源:Grant Smith,2020)
/ 03 如何“开导”珊瑚呢? /
首先你可以给他再找一个“好朋友”,红树林是个不错的选择。
有科学家发现,在红树林的庇佑下,珊瑚群体可以更好的抵御外界的高温刺激,减轻了热应激下漂白的严重程度,从而躲过这场浩劫。
因为红树林提供了遮荫环境,且水体浑浊程度较高,降低了太阳辐照度和温度。另外红树林中的珊瑚共生功能体(holobionts)也显示出独特的微生物组成,使它们可能在未来气候条件的极端环境中存活下来。
成片的红树林(来源:OC实验室纪录片《红树林的智慧生活》)
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