在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望

在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望 在2010年菲律宾巴拉望岛的一次漂白事件中,珊瑚发出了霓虹色的光芒。 Ryan Goehrung /华盛顿大学。, 作者提供

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。 纪录片涵盖了五颜六色的漂白 追逐珊瑚呈现出整个礁石 变荧光。 该 水下摄影师 记录该事件的人说:

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。

在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望 在一次漂白事件期间的珊瑚发光的霓虹紫色在新喀里多尼亚,2016年。 理查德·韦弗/海洋局, 作者提供

In 新的研究,我们终于发现了珊瑚为什么要这么做。

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。

在我们的初试中,除了变得更加色彩鲜艳之外, 他们只是漂白白。 但是在学生的帮助下进行了更多的实验之后 埃琳娜·波拉蒂(Elena Bollat​​i)雷切尔·阿尔德迪斯(Rachel Alderdice),我们找到了答案。

在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望 珊瑚动物失去了藻类,变白了。 珊瑚仍然存在,并且有恢复的潜力。 Cecilia D'Angelo和JörgWiedenmann /南安普敦大学, 作者提供

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来回传播, 由白色骨架反映。 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, 藻类压力大,可能会延迟甚至阻止他们返回。

如果珊瑚细胞在漂白过程中仍能至少履行其某些正常功能,则增加的内部光照水平将促进珊瑚的产生。 彩色颜料 保护珊瑚免受光的伤害,形成一种可使藻类返回的防晒层。 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降,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。 珊瑚及其藻类对水中的变化非常敏感 他们环境中的营养水平。 当水中的磷太少或氮太多时,当 化肥 从农田流到海洋–可能会发生强烈的彩色漂白。

在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望 内部变化允许发生彩色漂白。 约尔格·维登曼(JörgWiedenmann),埃琳娜·博拉蒂(Elena Bollat​​i)和塞西莉亚·德安吉洛(Cecilia D'Angelo)/南安普敦大学,巴拉望大学,赖安·格伦(Ryan Goehrung)/华盛顿大学制作的彩色漂白图像, 作者提供

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,也可能存在差异 颜色变体 是由于他们的差异 基因组成.

这些变体已经进化为物种 不同的策略 处理光线,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。 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,这就是为什么某些珊瑚的邻居变白时其漂白成彩色的原因。

在漂白过程中发出明亮霓虹灯的珊瑚礁为恢复提供了希望 在2010年,彩色漂白与白色漂白在大堡礁上。 达伦·科克(Darren Coker)/汤斯维尔(JCU), 作者提供

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XNUMX月和XNUMX月发生了多彩的漂白,因此,在经历了最近的漂白之后,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彩色漂白,那么我们可以更轻松地确定热应激可能加剧的情况。 水质差。 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

关于作者

珊瑚礁实验室负责人JörgWiedenmann, 南安普敦大学 和珊瑚礁实验室高级研究员Cecilia D'Angelo, 南安普敦大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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