藻菌培养
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一起来探索宇宙的奥秘
探索宇宙
水下看帕劳的日光湾，那里的许多珊瑚与耐应力的虫黄藻S.trendii有关。图片来源：Allison Lewis
特拉华大学的Daniel“Tye”Pettay报告了新的证据，表明在大加勒比海珊瑚群落中发现的一种耐压力的虫黄藻Symbiodinium trendii（s.trendii）实际上是从印度洋引进的物种。
这一发现发表在6月1日著名的《美国国家科学院院刊》（PNAS）在线版上，题为“印度太平洋珊瑚‘虫黄藻’对加勒比海的微生物入侵”
珊瑚礁是海洋动植物的重要生态系统。尽管珊瑚礁仅占世界海洋的十分之一，但超过25%的海洋物种在珊瑚礁上度过了一部分生命。
珊瑚与生活在其组织中的单细胞藻类形成共生关系。珊瑚为藻类提供了一个受保护的生长环境和光合作用所需的化合物。作为回报，藻类提供珊瑚生存、生长和产生形成珊瑚礁结构的碳酸钙骨骼所需的有机营养。
气候变化造成的环境压力，特别是海水温度上升，会破坏这种共生关系，导致珊瑚排出藻类并变白。当这种现象发生时，珊瑚会失去藻类提供的宝贵营养，开始挨饿。如果它们长时间保持漂白状态，珊瑚就会死亡。
因此，研究人员一直专注于识别耐应力藻类共生体，这可能使珊瑚礁更好地应对未来的温度升高。S.trendii是加勒比海地区的主要珊瑚礁，最初被认为是“珊瑚礁救世主”，因为它使珊瑚更耐热。
然而，Pettay的研究表明，虽然这种微小的藻类物种有助于某些加勒比珊瑚耐受高温，但它可能会对珊瑚健康造成以前未知的负面影响。Pettay和他的同事们发现，与S.trendii相关的加勒比珊瑚群落的生长速度比含有本地藻类物种的群落慢50%。
“对增长放缓的真正担忧是，珊瑚礁的形成可能无法跟上环境中的自然破坏过程，反过来，可能会对依赖这些珊瑚礁提供的栖息地的各种海洋物种产生负面影响，”位于UD地球、海洋和环境学院的海洋科学与政策学院的博士后研究员Pettay说，他也是该论文的主要作者。
对称脑珊瑚群，Pseudodiploria strigosa，是加勒比海常见的造礁珊瑚。在压力下，这些动物可能携带一种互惠微生物，这种微生物最近被发现是从印度-太平洋地区引进的。这种微小的共生体，一种甲藻，增加了本地珊瑚的压力耐受性，但可能会显著降低动物的钙化率，从而降低它们作为造礁者的作用。图片来源：Robin T.Smith，《航行中的科学》；李成妍和郑海进，首尔国立大学
Pettay说，除了栖息地丧失外，较小的珊瑚礁或其完全丧失也会削弱它们在某些地区抵御风暴潮和飓风的海岸保护作用。
事实证明，加勒比海牛不仅影响生长，而且这个种群的遗传多样性很小，而且是高度近亲繁殖的。相比之下，印度洋和太平洋的S.trendii在一个足球场或足球场大小的珊瑚礁上的遗传多样性比整个加勒比海都要多。这些发现，再加上加勒比海地区的人口与印度洋-太平洋地区的人口密切相关，使研究人员得出结论，S.trendii不是加勒比海地区的自然物种，而是最近通过巴拿马运河货船的压载水引入的。
总的来说，这些发现对加勒比海珊瑚礁未来的稳定性和适应性提出了新的问题。
受到生理压力的珊瑚礁珊瑚失去了共生体，看起来变白了。入侵共生体Symbiodinium trendii在热应激停止后很快就会繁殖这些动物。图片来源：乔治亚大学Dustin Kemp
不确定的未来
无论它到达加勒比海地区，S.trendii都会留在那里，并且可能会越来越流行。一些合著者之前的研究表明，S.trendii表现出机会主义行为，在压力下可以胜过其他共生体；未来可能更频繁发生的活动。
例如，在2005年南加勒比海的一次白化事件中，科学家们目睹了S.trendii随着海水温度开始上升和珊瑚白化而进入珊瑚。
许多人都意识到引入的动植物，如斑马贻贝、舞毒蛾、葛根或海藻花椰菜，会对当地生态系统产生负面影响。然而，单细胞微生物也可能产生类似的后果，而S.trendii对珊瑚生长的影响说明了这种可能性。
Diploria labyrinthiformis是加勒比海地区常见的造礁珊瑚。在压力下，这些动物可能携带一种互惠微生物，这种微生物最近被发现是从印度太平洋引进的。共生体增加了本地珊瑚的应力耐受性，但可能会显著降低动物的钙化率，从而降低它们作为造礁者的作用。图片来源：Robin T.Smith，《航行中的科学》；李成妍和郑海进，首尔国立大学
在过去的两年里，Pettay、他的合著者和海洋科学与政策学院教授、Pettay的博士后顾问Mark Warner对太平洋帕劳与s.trendii自然共生的珊瑚进行了温度实验。他们正在将这些结果与库拉索岛的南加勒比海珊瑚进行比较，在那里引入了S.trendii。
Pettay表示，只有时间才能证明在大加勒比地区引入S.trendii是否会导致珊瑚礁功能的重大变化，以及耐压力的短期益处是否会被生长减缓的长期影响所抵消。
他说：“目前尚不清楚这些对加勒比海珊瑚礁的负面影响的程度。”。
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