悉尼岩蚝(Saccostrea glomerata)幼虫对海洋变暖的跨代可塑性反应
《Marine Pollution Bulletin》:Transgenerational plasticity responses of larvae of Sydney rock oysters (
Saccostrea glomerata) to ocean warming
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时间:2025年11月08日
来源:Marine Pollution Bulletin 4.9
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悉尼岩蚝跨代塑性对升温水响应及热耐受影响研究。结果显示,父母经8周28℃适应性暴露后,子代幼虫在24.3–36.0℃温域中发育率提高(较对照组高2.0℃LT50),异常率降低且热致死温度提升,但壳体尺寸缩小。遗传差异显著(家族1效应强于家族2)。该机制为应对海洋变暖提供短期缓冲,但需结合多因素研究优化育种策略。
全球海洋生态系统正面临日益严重的气候变暖和海洋热浪的威胁。这些变化不仅改变了海水温度,还加剧了极端天气事件的频率和强度,对海洋生物的生存构成挑战。特别是对于那些无法自由迁移的底栖物种,如牡蛎,其适应能力受到更大限制。因此,研究这些物种如何通过代际可塑性(Transgenerational Plasticity, TGP)来增强其对环境变化的适应性变得尤为重要。
本研究聚焦于澳大利亚东海岸的一种重要牡蛎——悉尼岩牡蛎(*Saccostrea glomerata*),评估了其后代在面对升温和海洋热浪时的表现。研究采用了两种基因型不同的家族,通过让成年牡蛎在繁殖准备阶段暴露于不同的温度条件(控制组24°C和温暖组28°C),观察了其后代在不同温度梯度下的发育情况、异常率、壳体大小和生存极限(LT50)。研究结果表明,来自温暖环境的牡蛎后代在较高温度下表现出更高的发育率和更低的异常率,但壳体尺寸较小。此外,在一个家族中,温暖环境暴露的父代提高了后代的热耐受性,增加了其生存极限约2°C。这些发现提示,TGP可能为悉尼岩牡蛎提供一种增强其适应能力的机制,从而在短期内缓解气候变化带来的压力。
牡蛎作为重要的生态系统工程师,在维持海岸线稳定、促进生物多样性和改善水质方面发挥着关键作用。然而,由于过度捕捞、疾病、污染以及近年来的气候变化影响,其种群数量已大幅下降。在此背景下,TGP被视为一种潜在的手段,用于提高牡蛎对气候变化的抵抗力,从而支持其恢复和养殖工作。目前,许多关于TGP的研究主要集中在海洋酸化方面,而对温度变化的影响了解较少。因此,本研究填补了这一知识空白,为理解TGP在应对温度变化中的作用提供了重要信息。
研究中,牡蛎成年个体在繁殖准备阶段被暴露于不同的温度条件,随后它们的后代被置于一系列温度梯度中进行实验。结果表明,温暖环境暴露的父代在较高温度下对后代的发育和异常率具有积极影响,但壳体大小有所减少。这种现象可能与能量分配有关,即在高温环境下,牡蛎后代可能将更多能量用于发育而非壳体形成,从而影响其生存能力。此外,研究还发现,不同家族的TGP响应存在差异,表明遗传多样性可能在TGP对温度变化的适应性中起到关键作用。
尽管TGP在提高牡蛎后代对温度变化的适应性方面显示出潜力,但其效果可能受到多种因素的影响,包括父母暴露的温度范围、后代所处的环境条件以及遗传背景等。因此,未来的研究需要进一步探讨这些因素如何共同作用,以更全面地理解TGP在不同环境条件下的表现。同时,考虑到海洋环境的复杂性,TGP的效果可能在与其他环境压力(如酸化和盐度变化)共同作用时有所不同,这需要更多跨学科的研究来揭示其潜在的适应机制。
此外,研究还指出,TGP的效应可能随世代传递而减弱或消失。例如,某些研究表明,虽然TGP在早期发育阶段提供了保护,但这种效应可能在后续的生命周期中不再明显。因此,了解TGP在不同生命阶段和世代中的持续性,对于评估其在长期适应中的作用至关重要。对于悉尼岩牡蛎而言,其在澳大利亚东海岸的栖息地正经历比全球平均水平更快的温度上升,因此研究其TGP的适应潜力具有现实意义。
综上所述,本研究揭示了TGP在提高悉尼岩牡蛎后代对温度变化的适应性方面的积极作用,同时也指出了可能的代价,如壳体尺寸的减小。这些发现不仅有助于理解牡蛎对气候变化的响应机制,也为未来的牡蛎养殖和生态恢复提供了科学依据。通过结合选择性育种计划和TGP研究,可以进一步增强牡蛎对环境变化的适应能力,从而支持其在不断变化的海洋环境中的生存和繁衍。然而,仍需更多的研究来验证这些效应的长期稳定性和在不同环境条件下的普遍适用性,以便更好地利用TGP作为应对气候变化的策略。
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