氧超饱和状态可能保护造礁珊瑚免受急性热应激的影响

《Global Change Biology》：Oxygen Supersaturation Could Protect Reef-Building Corals Against Acute Thermal Stress

珊瑚礁低氧条件下热耐受性研究：发现海水氧浓度（10/6.5/＜2 mg/L）通过补充微藻共生体光合作用不足的氧气需求，提升双孔珊瑚和隔壁珊瑚的热阈温度达0.4-0.2℃，揭示氧气扩散限制和微生境差异对热浪风险响应的关键作用。

　　

摘要

持续的气候变化正在限制珊瑚礁上分子氧（O₂）的供应。近年来，该领域投入了大量资源来量化缺氧对珊瑚的影响。然而，导致珊瑚礁氧气水平下降的因素不仅会使珊瑚更频繁地面临缺氧状况，还会限制白天的最高氧气浓度。在这里，我们通过比较三种造礁珊瑚在低流速条件下（分别为10?mg O₂ L^?1、6.5?mg O₂ L^?1和2 L^?1）的氧气浓度下的热阈值，来验证氧气对珊瑚热适应性的影响。我们假设当珊瑚的微藻共生体的光合作用受到抑制时，高氧气环境下的珊瑚会利用海水中的氧气来满足其增加的新陈代谢需求，从而提高其热阈值。实验结果显示，10?mg O₂ L^?1和6.5?mg O₂ L^?1的高氧气处理条件使三种珊瑚中的两种的热致死阈值至少提高了0.4°C，而另一种物种则没有明显变化。10?mg O₂ L^?1处理条件使另一种珊瑚的热阈值提高了0.2°C——虽然增幅较小，但在生物学上具有重要意义，因为海洋热浪常常使珊瑚的温度超出其承受范围。在所有三种珊瑚中，珊瑚死亡的发生与微藻光合作用产氧能力的下降同时发生，这表明造礁珊瑚在急性热应力下依赖海水中的氧气来维持有氧代谢。我们推测这种依赖程度受到扩散限制，并且受到流速条件的显著影响。我们认为，不同珊瑚礁环境中珊瑚对热浪的敏感性差异可能部分由微生境内的氧气状况解释，强调氧气与温度一起是影响珊瑚礁健康的关键因素。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。