科普聚焦 | 珊瑚为了生存而努力“发光”

1. 珊瑚白化（Coral Bleaching）

图源：IYORBank，TheOceanAgency，2020/06/08

南安普顿大学珊瑚礁实验室（University of Southampton’s Coral Reef Laboratory）的研究表明，一些珊瑚为了保护自己，在因温度升高而发生白化时，会表现出令人眼花缭乱的色彩。

该大学的科学家们发现，当共生微藻消失时，漂白珊瑚的发光颜色就像一个保护层(类似于防晒霜)。鲜艳的颜色如同是一个闪烁的霓虹灯标志，鼓励吸引着着共生藻类的回归。这项研究表明，珊瑚在受到轻微或暂时的高温压力后，会在2至3周内出现极端的着色现象。

珊瑚是一种微小的海洋动物，它们分泌碳酸钙来保护自己，当它们受海水升温或污染等因素的影响时，就会发生珊瑚白化现象（Coral Bleaching）。

2. 共生藻类: 虫黄藻（Zooxanthellae）

图源：https://ocean.si.edu

受到日益加剧的环境压力影响，导致它们驱逐了寄居在其生物组织内的微生物共生藻类，即虫黄藻（Zooxanthellae）。最终，珊瑚变得如幽灵般惨白，在这一刻人们不得不承认，它们真的“白化”了。虫黄藻是珊瑚的主要食物来源，如果藻类没有尽快回到珊瑚中(或者海水继续升温)，珊瑚就会持续暴露在环境压力之下，很可能发生大规模死亡。如果不能及时有效地应对海水升温、气候变化等自然危机，在不久的未来，整个珊瑚礁就可能岌岌可危，而依赖于其复杂结构的生物多样性也会随之丧失，这对世界范围内的所有珊瑚都构成了一定威胁。

3. “发光”背后的科学机制（Mechanism）

(位于南安普顿大学滨水校区的珊瑚礁水族馆设施，摄影：WIedenmann D'Angelo)

南安普顿大学珊瑚礁实验室主任约尔格·维登曼（Jörg Wiedenmann）教授，针对这一现象，解释说:“尽管环境压力导致珊瑚白化，如果珊瑚细胞仍能至少执行部分正常功能，所增加的内部光照水平将促进彩色光保护色素的产生。而由此产生的防晒层，则将促进共生藻类的回归。”

珊瑚礁就像水下城市一样，支撑着四分之一的海洋生物，多达一百万种。它们为至少5亿人提供粮食安全和生计，保护海岸线免受海浪、风暴和洪水的破坏。研究人员在南安普顿大学的珊瑚水族馆，进行了一系列的实验室变量控制实验。针对这一研究过程，Wiedenmann教授在采访报道中指出： “我们的研究表明，这种有趣生动的漂白现象，涉及一种自我调节机制，即所谓的光学反馈回路（0ptical Feedback Loop），它涉及共生关系的双方。在健康的珊瑚中，藻类的光合色素吸收了大量的阳光；而当珊瑚失去藻类时，多余的光在动物组织内部来回传播——由白珊瑚的骨骼反射。而这种增加的内部光照水平，对共生体藻类来说有较大适应压力，可能会延迟甚至阻止它们在其他条件恢复正常后重新回归共生状态。”

在丰富多彩的海洋世界中，白化的珊瑚借助光线作用机制发出蓝色、黄色和紫色的荧光，正是这一美丽的现象促成了“Glowing Gone Campaign”（光逝运动），这一活动由联合国环境规划署（UNEP）与海洋署（the Ocean Agency）以及其他主要的海洋保护组织开展合作。值得一提的是，获得艾美奖的Netflix纪录片《追逐珊瑚》(Chasing Coral)，也在片中为观众们展示了这一精彩而又奇妙的过程。

最后，该研究项目的作者之一，即南安普顿珊瑚分子生物学讲师塞西莉亚·德安吉洛博士（Dr. Cecilia D’Angelo）指出，白化并不总是对珊瑚的一项死刑判决。针对这一观点中隐射的转机与现实威胁，她解释道：“如果环境压力情况能够得以缓和，那么珊瑚就可以与它们的藻类伙伴重新建立共生关系。但不幸的是，近年由于异常海水升温引起的全球白化事件，导致了珊瑚的高死亡率，使世界上的珊瑚礁都在为生存而不断挣扎。”

资料来源 | UN Environment Programme

责编/老夏

文章来源：珊瑚礁国际论坛