要点:
随着气候变化继续毁灭世界上的珊瑚礁,将健康的珊瑚移植到濒临死亡的珊瑚礁上可能会拯救它们。
一些移植珊瑚似乎茁壮成长,而另一些则失败了,但研究人员不确定原因。
由南加州大学多恩西夫分校科学家领导的一项新研究解决了这个谜团,揭示了成功移植珊瑚礁并使其恢复活力的途径。
由于珊瑚礁的健康状况在气候变化的压力下持续下降,研究人员旨在通过移植健康的珊瑚来恢复衰败的珊瑚礁。不幸的是,他们发现了喜忧参半的结果,一些移植珊瑚枯萎死亡,而另一些则生根繁茂。
到目前为止,为什么一些被移植的珊瑚(被称为“移植珊瑚”)生长旺盛,而其他珊瑚挣扎或死亡,仍然是一个谜。A类新研究由南加州大学多恩西夫文学、艺术和科学学院的研究人员领导,发表于美国国家科学院院刊揭示了珊瑚移植成功的关键。
解决这个谜团对移植珊瑚修复濒临死亡的珊瑚礁至关重要 卡莉·肯克尔加比兰是南加州大学多恩西夫分校生物科学助理教授,也是该研究的通讯作者。拯救珊瑚礁仍然是全球的当务之急。
根据2021年研究,自1950年以来,地球已经失去了一半的珊瑚礁。这场全球灾难具有悲剧的潜在性:据《美国国家统计》称,10亿人受益于珊瑚礁生态系统,仅美国经济每年就通过渔业和旅游业等行业从中获得34亿美元国家海洋和大气管理局 .
是一个还是多个?
肯克尔的移植研究中心位于极度濒危的加勒比海地区鹿角珊瑚 颈角尖孢菌
在这项研究之前,科学家们在不同的移植地点使用了不同的鹿角珊瑚个体,并发现有些地方的移植效果比其他地方好。但由于他们在不同的地点使用不同的珊瑚,他们无法缩小成败的原因:是环境、珊瑚还是两者的结合?
肯克尔说:“我们不知道珊瑚在某些地点表现不佳,是因为环境恶劣,是因为单个珊瑚表现不佳,还是因为这些珊瑚恰好在特定环境中表现不佳。”。
为了找到答案,肯克尔和怀亚特·米隆(Wyatt Million)减少了所涉及的变量数量。他们曾是肯克尔在南加州大学多恩西夫分校实验室的博士生,也是该研究的第一作者。他们只使用了10只鹿角个体的克隆体,并将每只鹿角的标本移植到了佛罗里达群岛9个众所周知的珊瑚礁地点。然后,他们跟踪了每一个位置的移植植物的存活率、生长、形状和大小。
珊瑚科学家卡莉·肯克尔(Carly Kenkel)将年轻的珊瑚标本送往佛罗里达群岛的一处天然珊瑚礁。
他们发现珊瑚和环境都很重要。没有一个克隆在所有环境中都很强大;每一个网站都看到了一个不同的克隆,并适应了成功。
肯克尔说:“这对于珊瑚礁的修复来说是非常重要的信息。”。“这意味着珊瑚移植的遗传多样性对于对冲我们的赌注至关重要。”
当研究人员致力于修复珊瑚礁时,他们会希望使用各种各样的个体,以确保至少有一个个体能够适应新家。
她把这个想法比作投资:“分散投资组合比在一家特定公司上下大赌注更安全,因为即使一些公司赔钱,其他公司也会赢。”
她说,最大化遗传多样性是一种更明智的方法,而不是像研究人员的趋势那样,寻找一种杰出的珊瑚来拯救生命。
“在这些珊瑚礁上,多样化的珊瑚移植比押注一个‘超级珊瑚’成功更安全。每个环境都会有赢家和输家。珊瑚礁是动态的;从珊瑚的角度来看,每个环境都可能不同,随着气候的持续变化,它们将变得更加不同。”
“塑料珊瑚”
这一发现还意味着科学家们希望关注珊瑚个体对不同环境的适应性,也就是说个体能够在多大程度上改变其形状、大小和其他特征,以应对珊瑚礁上不断变化的环境因素。
随着气候变化的持续,这种“可塑性”可能会影响几代人长期成功移植的机会。
肯克尔说:“我们发现,一些珊瑚的可塑性比其他珊瑚高,而最可塑的珊瑚——那些在特定地点生长得最大,或者在受益时保持最小的珊瑚——实际上是平均存活率最高的珊瑚。”。
研究第一作者怀亚特·米万(Wyatt Million)曾是肯克尔实验室的博士生,现在是德国吉森大学(Justus Liebig University Giessen)的博士后。他警告说,珊瑚的可塑性并不能替代气候变化的根源。
他说:“我想强调的是,如果我们希望确保珊瑚的最终持久性,适应性可塑性并不是珊瑚的灵丹妙药,也不能取代扭转气候变化影响的目标。”。
接下来是什么?
肯克尔的团队现在的目标是深入研究珊瑚的可塑性,以及珊瑚对未来移植工作的影响。
肯克尔说:“我们将提出这样的问题,‘珊瑚的可塑性更强有什么坏处吗?’也许在它们的一生中都不会出现,也许这会影响它们的后代或繁殖后代的能力。”。
他们还将研究珊瑚可塑性如何影响整个珊瑚礁的功能,以及在细胞和分子水平上发生了什么使珊瑚生长,这是Million特别感兴趣的一条途径。
他说:“也许接下来最相关的步骤包括确定这种可塑性的遗传基础,以及它是属于动物宿主还是藻类共生体。”。
珊瑚有生活在其中的微型藻类这种关系被称为“共生”。海藻为珊瑚提供食物和其他好处,以换取营养和安全的生活场所。
了解这两种生物的遗传学将有助于科学家预测珊瑚的可塑性如何随着气候条件的变化而世代进化。
关于研究
除了Kenkel和Million,该研究的研究人员还包括南加州大学Dornsife的Maria Ruggeri和Sibelle O'Donnell;莫特海洋实验室的埃里希·巴特尔斯;宾夕法尼亚州立大学三一学院;埃克德学院的科里·克雷迪特。
这项研究得到了美国国家海洋和大气管理局珊瑚礁保护计划拨款NA17NOS4820084以及阿尔弗雷德·斯隆基金会和罗斯山基金会的私人资助。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。