来自漂白珊瑚的阴森恐怖的霓虹灯实际上可能是个好消息

由于气候变化,海洋热浪几乎每年都会导致大规模的珊瑚白化事件,威胁着全世界的珊瑚礁。较高的水温使建造珊瑚的珊瑚受到压力,导致它们排出驻留在其组织中的光合藻类。

失去这些褐色的植物细胞,会使珊瑚的白色石灰石骨架闪闪发光,使礁石变成幽灵般的白色。

但是,当某些珊瑚褪色时,它们会经历神秘的转变,这使科学家感到困惑。这些珊瑚不会变白,而是发出一系列不同的霓虹色。

纪录片《追逐珊瑚》(Caseing Coral)报道了五颜六色的漂白,众所周知,整个珊瑚礁都变成了荧光。记录该事件的水下摄影师说:

仿佛这些珊瑚以鲜艳的色彩尖叫着要引起注意,试图保护自己免受海洋热浪的侵袭。我们目睹了海洋即将陷入困境的最终警告。

在新的研究中,我们终于揭示了珊瑚为什么要这样做。

霓虹紫色漂白珊瑚,新喀里多尼亚,2016年。(Richard Vevers /海洋局)霓虹紫色漂白珊瑚,新喀里多尼亚,2016年。(Richard Vevers /海洋局)

解决珊瑚难题

我们知道异常荧光的珊瑚的出现与漂白有关。但是,为什么所有的珊瑚都没有突然变得更加丰富多彩?为何它们似乎只出现在某些漂白事件中?

当我们试图将实验室中的珊瑚暴露于实验性热胁迫下时,事情变得更加奇怪。

在我们的第一个试验中,它们没有变色,而是仅漂白了白色。但是在我们的学生Elena Bollat​​i和Rachel Alderdice的帮助下进行了更多的实验之后,我们找到了答案。

(塞西莉亚·安杰洛(Cecilia D'Angelo)和约尔格·魏登曼(JörgWiedenmann)/南安普敦大学)(塞西莉亚·安杰洛(Cecilia D’Angelo)和约尔格·魏登曼(JörgWiedenmann)/南安普敦大学)

在健康的珊瑚中,大部分阳光被藻类的光合色素吸收。当珊瑚由于压力而失去藻类时,多余的光线会在珊瑚组织内部来回传播,并由白色骨骼反射。一旦条件恢复正常,珊瑚内部的藻类可以在漂白后恢复。

但是,当珊瑚内部像这样明亮地照亮时,可能会对藻类造成很大压力,可能会延迟甚至阻止其返回。

如果珊瑚细胞在漂白过程中仍然能够至少发挥其正常功能,则增加的内部光照水平将促进彩色颜料的产生,从而保护珊瑚免受光的损害,从而形成一种防晒剂层,使藻类得以返回。

当恢复的藻类再次开始吸收光以进行光合作用时,珊瑚内部的光照水平下跌,因此珊瑚停止产生尽可能多的这些彩色色素。

不仅如此,热应激还会导致色彩鲜艳。珊瑚及其藻类对环境中营养水平的变化非常敏感。当水中的磷太少或氮过多时(肥料从农田流向海洋时会发生这种情况),就会发生强烈的彩色漂白。

(约格·维登曼/埃琳娜·波拉蒂/塞西莉亚·安杰洛/南安普敦大学/瑞安·格伦/华盛顿大学)(约格·维登曼/埃琳娜·波拉蒂/塞西莉亚·安杰洛/南安普敦大学/瑞安·格伦/华盛顿大学)

珊瑚礁的美好未来

利用卫星数据,我们为已知的多彩漂白事件重建了温度曲线。我们看到它们倾向于在短暂或轻度的热应激发作后发生。

当珊瑚暴露于极端或长期极端温度下时,它们趋向于漂白白色。这就是为什么在条件合适的情况下,我们只能在特定的漂白事件中看到明亮的霓虹色的原因。

在这些事件中,珊瑚群落的不同成员可能会显示不同的颜色,而有些物种根本不会产生这些彩色的保护性色素。但是即使在珊瑚物种中,也可能由于其基因组成的不同而导致颜色的不同。

这些变种已经进化为物种提供了不同的策略来处理光,具体取决于它们在礁石上的生长位置。对于浅水中的珊瑚来说,投入大量精力生产彩色防晒霜是有益的。

(达伦·科克/ JCU汤斯维尔)(达伦·科克/ JCU汤斯维尔)

在更大的深度或光线压力较低的阴影区域,产生较少保护性色素的珊瑚会更好,因为它们可以节省能量以用于其他有用目的。即便如此,这些不同的变体经常并排出现,这就是为什么有些珊瑚的邻居将其变白时其漂白成彩色的原因。

好消息是,彩色漂白的珊瑚礁似乎比漂白白色的珊瑚更容易复原,因为当热压力不太严重且彩色颜料本身提供保护时,它们往往会出现。

报告表明,大堡礁的某些地区在2020年3月和4月发生了多彩的漂白,因此,在最近的漂白之后,世界上最大的珊瑚礁系统的某些片区可能具有更好的恢复前景。

既然我们知道营养水平也可以影响五颜六色的漂白,那么我们可以更轻松地确定水质差可能加剧热应激的情况。这可以在本地进行管理,而气候变化引起的海洋热浪将需要全球领导。这些行动在一起可以确保珊瑚礁的未来。 谈话

南安普敦大学珊瑚礁实验室负责人约格·维登曼(JörgWiedenmann)和南安普敦大学珊瑚礁实验室高级研究员塞西莉亚·德安杰洛(Cecilia D’Angelo)。

本文是根据知识共享许可从The Conversation重新发布的。阅读原始文章。

资讯来源:由0x资讯编译自SCIENCEALERT。版权归作者Jorg Wiedenmann and Cecilia D’Angelo, The Conversation所有,未经许可,不得转载
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