白化新研究:珊瑚垂死前發出的螢光色 是對抗死亡的生存技能 | 環境資訊中心

白化新研究:珊瑚垂死前發出的螢光色 是對抗死亡的生存技能

2020年05月27日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

由於氣候變遷的關係,海洋熱浪幾乎每年都會造成大規模的珊瑚白化,威脅著全世界的珊瑚礁。

珊瑚和牠們細胞內的蟲黃藻(zooxanthellae)是互利共生的關係。蟲黃藻透過與珊瑚共生獲得養分和二氧化碳,而珊瑚則因蟲黃藻行光合作用獲得能量。

發出螢光色的珊瑚,攝於菲律賓。照片來源:Ryan Goehrung推特

海水溫度的變化,即使只是升高1°C,也會破壞脆弱的共生關係,使藻類死亡或離開。失去藻類的珊瑚從健康的棕褐色變成了幽靈般的白色。沒有藻類,珊瑚就會餓死。當珊瑚的石灰石骨架失去活組織,就會直接面臨來自環境的侵蝕。

但是有些珊瑚面臨海洋暖化加劇或營養缺乏等逆境時,不是變白,反而是發出鮮豔的螢光色。

紀錄片《追逐珊瑚(Chasing Coral)》拍下了這種現象,影片中整片珊瑚礁都變成了螢光色。記錄該事件的水下攝影師說:「這些珊瑚彷彿是以鮮豔的色彩尖叫著,希望引起人們注意,試圖保護自己免受海洋熱浪的侵襲。我們目睹了海洋陷入困境的最終警告。」

南安普敦大學科學家主持的一項新研究發現,珊瑚發出鮮豔螢光色其實是在試圖恢復牠們的共生藻類。

在健康的珊瑚中,大部分陽光被藻類的光合色素吸收。當珊瑚因逆境而失去藻類時,多餘的光線會在珊瑚組織內部藉由白色骨架反射來回傳播。一旦環境條件恢復正常,珊瑚內的藻類可以在白化後恢復,但是當珊瑚內部承受如此的光照,可能會對藻類造成很大壓力,影響藻類恢復。

如果珊瑚細胞在白化過程中,還有某些功能可以正常運作,則內部光線增加會促進色素的產生,保護珊瑚免受光的損害,形成一種有利藻類返回的防曬層。當回來的藻類再次開始吸收光、行光合作用時,珊瑚內部的光照減少,便停止生產多餘的色素。

不僅熱逆境會導致珊瑚發出鮮豔螢光色,珊瑚及其藻類對環境中養分濃度變化非常敏感。當水中的磷太少或氮過多,也就是當肥料從農田流入海洋時,珊瑚也會如此。

這項新研究21日發表在《當代生物學(Current Biology)》期刊。

珊瑚白化、發出螢光、恢復健康的過程。照片來源:Ryan Goehrung推特

如果環境逆境不太強烈或時間不長,部分珊瑚可以藉此撐下來。研究作者之一、南安普敦大學分子珊瑚生物學講師塞西莉亞.德安傑洛(Cecilia D’Angelo)博士說,「對於珊瑚來說,變色不代表宣判死刑,珊瑚仍然有機會存活。如果逆境的程度不算太大,珊瑚可以重新和藻類建立共生關係。」

「不幸的是,近來由於海水異常溫暖,全球性白化事件導致珊瑚死亡率相當高,全世界的珊瑚礁都在為生存而掙扎。」

近幾個月,澳洲大堡礁沿線發生大規模白化事件,珊瑚礁可能在幾年內崩壞而造成生物多樣性的重大損失。

氣候變遷和爆破捕魚法在過去50年間更使全世界的珊瑚礁數量減少。美國航太總署指出,全世界超過四分之一的珊瑚礁已經消失,其他四分之三也很可能在未來30年內被破壞殆盡。

雖然部分珊瑚能靠著發出螢光色生存下來,但這遠非解決之道。科學家表示,解決全球暖化問題和改善世界海洋健全是唯一的方法。

參考資料