[科普中国]-珊瑚白化

简介

珊瑚白化（coral bleaching）就是珊瑚颜色变白的现象。在正常的情况下，珊瑚呈现绿、蓝、黄、褐、红、紫等各种不同的色彩，然而这些颜色并不是珊瑚本身拥有的，而是来自珊瑚体内的共生藻（zooxanthellae）。珊瑚依赖体内的微型共生海藻生存，海藻通过光合作用向珊瑚提供能量。如果共生藻离开或死亡，珊瑚就会变白，最终因失去营养供应而死。共生藻是一种涡鞭毛藻（dinoflagellate），在珊瑚生理正常的情况下，共生藻密集分布在珊瑚内皮层的细胞中。根据估计，每平方公分的珊瑚组织，可能含50～500万个共生藻细胞（0.5~5×10cells/cm2），由于共生藻含有多种色素，因而使珊瑚呈现各种色彩。共生藻与珊瑚的共生是一种同存共荣的关系，共生藻对珊瑚的营养、新陈代谢和成长，都有很大的帮助但是，当珊瑚遭受环境剧烈改变的压力时，这种微妙的共生关系就可能被瓦解，珊瑚就会失去共生藻或光合色素而变白，也就是所谓的“白化”。1

历史研究珊瑚白化的现象，早在1914年，就引起海洋生物学者的注意，美国学者佛根（T.W.Vaughan）曾描述珊瑚在环境改变时颜色变白的反应。他提到珊瑚在一些异常或环境因子改变的情况下，都可能失去颜色而变白，形成白化的现象；然而，当时并没有人知道珊瑚如何变白。直至1930年，数位英国学者在大堡礁的实验，才证明了珊瑚白化是由于珊瑚失去共生藻所致。

白化途径近年来的研究更指出，珊瑚可能经由两种途径而白化：

（1）单位面积珊瑚组织内，所含共生藻的数目减少；

（2）每一共生藻所含的色素量减低；而且不同种类的珊瑚可能经由不同的机制而白化。例如：分枝状的细枝鹿角珊瑚（Pocillopora damicornis）可能经由减低每一共生藻细胞色素含量而白化，但是疣表孔珊瑚（Montipora verrucosa）则是经由减低单位面积共生藻的数量而白化。大多数的珊瑚主要是由于共生藻的数量减少而导致白化，只有少数的珊瑚因光合色素的散失而白化。

白化过程珊瑚白化是一个连续的过程，在这个过程中，具有正常颜色的珊瑚逐渐褪去色泽而变白，也就是说，珊瑚可能有各种不同程度的白化现象。因此，在描述珊瑚白化的现象时，往往不易区分或过于主观；为了减少这种困扰，夏威夷大学的卓基尔和柯尔（P.L.Jokiel and S.L.Coles）用定量的方法测量珊瑚在水温升高过程中，光合色素减少的情形。他们将珊瑚白化过程区分为两个步骤：

（1）褪色：珊瑚组织内叶绿素a和c含量减低至正常状态的1/10～1/100，肉眼可察觉它的颜色已变淡；

（2）白化或完全无色，珊瑚的色素含量接近于零。

珊瑚白化后，并不是立即死亡，如果回到正常的环境中，珊瑚通常可以复原；虽然白化珊瑚组织中的共生藻密度会减少至几近于零，但是只要有少数的共生藻存在，珊瑚即可在环境压力解除后，经由共生藻的分裂，或经由食入、吞噬作用等获得外界环境中的游离共生藻，而逐渐恢复至正常的含量。白化珊瑚的局部复原，可能在数天或一个月内发生，完全复原则可能需要一～二个月的时间。不同种珊瑚对环境因子改变的反应不一，白化的速率也不一致，白化后的复原能力，也随种类而有相当大的差异。

珊瑚白化后的死亡率，往往随温度、光度、暴露于高温的时间和珊瑚的种类而异。不同种甚至同种的珊瑚间，白化后的死亡率差异甚大，例如：暴露于比夏季正常水温高4～5℃中1～2天，只引起渐近和轻微的白化，死亡率只有0～10%。野外调查的结果指出，若水温升高超过4℃，则会引起珊瑚大量白化，而且导致90～95%的死亡率。长期暴露在比正常水温高1～2℃的环境中，也会引起白化，但死亡率较低，复原较快速。2

危害一项新的研究报告声称，全球最美丽的珊瑚礁将于一百年内在酸性海洋中消失。

科学家们说，随着海洋酸性的不断增高、海水温度日益上升，加上数以千万计前往观赏珊瑚礁的潜水爱好者、游客和野生动物爱好者，使得珊瑚礁受到毁灭性的破坏。这种破坏也将成为那些依赖珊瑚礁为生和觅食的热带海洋鱼类及海洋生物的灾难。

由于海洋温度不断升高，致使珊瑚所依赖的海藻减少，珊瑚也因此更易受到白化的影响。珊瑚与其组织中的微小海藻存在着共生关系。它们不仅赋于珊瑚艳丽的色彩，同时也为珊瑚提供了它们所需的大部分能量。当海水温度升的过高，珊瑚与海藻之间的这种共存关系被打破，珊瑚会把海藻排出体外并且变白，如果这种情况一旦发生，珊瑚将失去能量而死亡。

就算我们现在停止排放温室气体，地球仍然存在一些热效应。这足以使全球范围内的珊瑚频繁的出现白色。 三十年前，大规模的珊瑚白化现象比较罕见，但近年来却越来越多的出现。2006年严重的珊瑚白化侵袭了世界上最大的珊瑚礁－－澳洲南部的大堡礁。3