粉红海扇珊瑚(Eunicella verrucosa)繁殖物候与有性繁殖研究:对珊瑚恢复的启示

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Coral Reefs 2.7

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  针对温带珊瑚生态系统退化问题,研究人员首次报道了东北大西洋粉红海扇珊瑚(Eunicella verrucosa)的产卵行为及幼虫发育特征。通过野外采样与实验室观测,揭示了该物种的分批产卵模式(split spawning)、长达3个月的幼虫附着能力(settlement competency)以及基于CCA(crustose coralline algae)等基质的偏好性定居,为利用有性繁殖(sexual propagation)技术修复脆弱珊瑚种群提供了关键数据。

  

珊瑚礁生态系统正面临前所未有的衰退,气候变化和人类活动导致全球约50%的珊瑚覆盖面积消失。作为重要的三维栖息地构建者,粉红海扇珊瑚(Eunicella verrucosa)在东北大西洋和地中海广泛分布,但因其缓慢生长(0.62-3.33 cm/年)和长达数十年的寿命,被IUCN列为易危物种。传统无性繁殖(asexual propagation)技术存在遗传多样性不足等问题,而有性繁殖(sexual propagation)虽能解决这一瓶颈,但对该物种的繁殖生物学和幼虫生态学认知几乎空白。

葡萄牙阿尔加维大学海洋科学中心(Centro de Ciencias do Mar do Algarve, CCMAR)与里斯本海洋馆(Oceanario de Lisboa)的研究团队通过多年度实验,首次揭示了E. verrucosa的完整生活史。研究人员利用渔业兼捕(fisheries bycatch)样本,结合组织学分析和实验室培育,系统研究了该物种的繁殖时序、胚胎发育及幼虫行为特征。

关键技术包括:1)通过组织切片(histological sectioning)鉴定配子发育阶段;2)模拟自然光周期与月相的人工控制系统诱导产卵;3)扫描电镜(SEM)观察胚胎超微结构;4)设置三种基质(天然岩石、CCA、珊瑚骨骼)的幼虫定居实验;5)长达12个月的幼体生长监测。

繁殖物候与产卵模式
研究发现E. verrucosa在9月中旬至10月中旬呈现分批产卵(split spawning),每年发生3次主要产卵事件,间隔约两周。与地中海近缘种不同,该物种表现出广播产卵(broadcast spawning)策略,卵细胞具正浮力(300-400 μm),受精后72小时发育为游动幼体(750 μm)。值得注意的是,室内长期饲养的群体产卵时间比野外新鲜样本提前,暗示环境因子对生殖周期的调控作用。

幼虫发育与定居行为
胚胎发育呈现特殊的分裂模式:初期为不完全卵裂(meroblastic cleavage),卵黄保留在原始细胞中,至32细胞期后形成不规则形态。幼体在15日龄首次展示基质探测能力,但高定居率出现在77-96日龄,表明其具有超长浮游期(pelagic larval duration, PLD)。定居实验显示幼体对裸珊瑚骨骼的早期偏好性,但后期转向CCA覆盖的岩石,这可能与微生物诱导信号有关。

恢复应用潜力
研究成功培育出性成熟个体,6.5个月后观测到次级息肉出芽(budding),证实了人工繁殖的可行性。尽管从受精卵到幼体的总存活率仅3.8%,但定居后存活率高达86%,为规模化恢复提供了希望。

这项发表于《Coral Reefs》的研究首次阐明了温带珊瑚的延长繁殖窗口期和幼虫适应性策略,其结论对设计海洋保护区网络(MPA networks)和辅助迁移(assisted migration)计划具有双重意义:一方面,长达3个月的幼虫能力期暗示种群连通性可能被既往模型低估;另一方面,分批产卵特性为人工繁殖提供了灵活的时间窗口。研究者特别指出,未来需优化幼体营养供给(如活体桡足类Acartia tonsa)以提升生长速率,这将推动珊瑚花园(coral gardens)生态功能的快速恢复。

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