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为探究异养对珊瑚繁殖的影响,研究人员以共生柳珊瑚(Eunicella singularis)为对象,研究亲代在配子发生期间的营养模式对其繁殖的影响。结果发现,异养能促进配子发生、提高幼虫存活率。该研究有助于理解全球变化对珊瑚种群的影响。
在广袤神秘的海洋世界里,珊瑚如同绚丽的海底精灵,构建起缤纷多彩的珊瑚礁生态系统。然而,随着全球气候变化的加剧,海洋环境正经历着前所未有的改变。海洋变暖带来的热应激、海洋初级生产力和浮游动物数量的减少,让珊瑚面临着严峻的生存挑战。
以往研究表明,共生珊瑚可通过自养(借助与光合微生物的共生)和异养(摄食颗粒有机物和浮游生物)两种方式获取营养。其中,异养在增强珊瑚对海洋变暖等压力的抵御能力方面发挥着重要作用,但异养如何影响珊瑚繁殖,这一关键问题却长期处于未知状态。而珊瑚繁殖对于种群的延续和生态系统的稳定至关重要,因此,深入探究异养与珊瑚繁殖之间的关系迫在眉睫。
巴塞罗那大学(Universitat de Barcelona)、巴塞罗那海洋科学研究所(Institut de Ciències del Mar)等机构的研究人员,针对这一科学问题展开了深入研究。他们以广泛分布于地中海的共生柳珊瑚(Eunicella singularis)为研究对象,该物种对多种环境条件具有耐受性,曾被视为未来地中海气候变化下的潜在 “赢家”,但近年来却受到海洋热浪(MHWs)的严重影响。研究成果发表在《Coral Reefs》杂志上。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,从地中海西北部的 Cap de Creus 采集柳珊瑚样本,将其带回实验设施进行养殖。在养殖过程中,通过控制光照和投喂浮游动物,设置自养和混合营养两种不同的营养模式。实验期间,每天监测海水温度、光照等环境参数,以模拟自然环境。同时,仔细观察并记录幼虫的释放、收集情况,以及在不同温度条件下幼虫的存活和定居情况。此外,运用统计分析方法,如 Kaplan - Meier 产品极限法和对数秩检验,对实验数据进行深入分析。
1. 幼虫释放:研究发现,混合营养模式下的亲代珊瑚幼虫释放起始时间比自养模式提前一周。混合营养模式的亲代珊瑚幼虫释放起始于 6 月 15 日,持续 53 天,且大部分幼虫(66%)在释放期的第 7 - 28 天释放;自养模式的亲代珊瑚幼虫释放起始于 6 月 22 日,持续 47 天,大部分幼虫(67%)在释放期的第 24 - 41 天释放。这表明食物可利用性会影响柳珊瑚的产卵时间,自养模式下亲代珊瑚因能量输入较低,性产物成熟发育延迟,进而导致幼虫释放延迟。
2. 幼虫存活和定居率:在两种温度处理(20°C 和 25°C 模拟海洋热浪)下,混合营养模式亲代产生的幼虫存活时间显著长于自养模式亲代产生的幼虫。在 20°C 的控制条件下,自养模式亲代的幼虫在第 13 - 14 天存活率急剧下降,到实验结束(释放后 21 天)时,存活率降至约 30%;而混合营养模式亲代的幼虫存活率在整个实验过程中始终保持较高水平,超过 70%。在 25°C 的热应激处理下,自养模式亲代的幼虫存活率在第 7 天后急剧下降,实验结束时降至 20%;混合营养模式亲代的幼虫存活率则维持在 60% 以上。同时,温度处理对幼虫存活无显著影响,且两种营养模式下幼虫的定居率都很低,不同温度处理间无差异。
综上所述,该研究首次证实异养在维持珊瑚幼虫存活方面起着关键作用。亲代珊瑚在配子发生期间的营养策略会影响其繁殖行为,包括幼虫释放的时间、持续时间和模式。异养能为繁殖提供更多能量,增强幼虫的生存能力;而缺乏异养输入可能导致卵的质量下降或变小,从而增加幼虫死亡率。这一研究结果对于理解全球变化背景下珊瑚种群的动态变化和连通性具有重要意义,为珊瑚礁的保护和管理提供了关键的科学依据。研究还发现,柳珊瑚幼虫对模拟海洋热浪的温度具有耐受性,这与其他一些珊瑚种类的反应不同,为进一步研究珊瑚对环境变化的适应性提供了新的视角。未来,还需要更多研究聚焦于影响珊瑚幼虫定居的因素,以全面了解珊瑚种群的发展和变化规律,更好地保护这些珍贵的海洋生态资源。**<