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自然界一大奇观——大量珊瑚同时产卵

来源:环球科学

作者:Line K BayAndrew Heyward & Andrew Negri

 

    像是慢镜头下倒置的暴风雪一样晚春时节大堡礁上的珊瑚释放出大量“小球”,缓缓浮上海面。

    科学家们热切地研究这一美妙的景观这些小球”将发育成珊瑚幼体,同时,解开其中的秘密对于珊瑚礁的延续至关重要。

2017年(珊瑚)第一次大规模产卵发生在上周紧挨着11月初的满月,预计下一次产卵将在12月到来。

 

 

满月后的大规模产卵

    珊瑚拥有多样的繁殖方式。大部分珊瑚同时表现出雄性和雌性的特征(即雌雄同体),特别的是,们会分别将精子和卵子“打包”成具有浮力的小球并在晚上集中释放,这些小球在浮上水面后自动打开,并完成受精。

    偶尔也会有例外——一些珊瑚只具有一种性别,一些则直接释放出无性的克隆体。像其他有性生殖的物种那样,受精卵发育为幼体并附着在海床上,称为水螅珊瑚:这是珊瑚礁上一个新群落的开始。

    大规模产卵是一大奇观——大量珊瑚会在同一时间释放生殖细胞(精子和卵子),有时一个甚至连续几个晚上都会有超过100只珊瑚完成产卵。

    对这一标志性的珊瑚礁“受精仪式”的描述最早可以追溯到1984年,一个年轻科研团队在对中央大堡礁的研究中发现了该现象,这也让他们在1992年获得了颇负盛名的澳大利亚博物馆环境研究尤里卡奖。

这一季节性现象具体何时发生与海水温度、月相还有其他诸如日间明暗交替等因素有关。大堡礁珊瑚大规模产卵是一种优势繁殖战略(*以大基数保证低存活率下也有可观的存活数量),其他地方的珊瑚也被报道存在类似行为。

 

    释放生殖细胞“束”是酝酿数月的高潮。如果在一些年份十月和十一月的满月来得稍早,一些珊瑚还没准备好,就会等到下一个满月——这就是为什么今年能看到两次大规模产卵——十一月和十二月的满月夜各一次。

科学史上重要的一天

    通过设定水族馆环境,珊瑚可以重复产卵,这为研究人员提供了特别的机会。我们三个都供职于澳大利亚海洋科学研究所(AIMS),那儿特制的海洋模拟器会孵化出大量珊瑚幼体用于科学实验。

    在珊瑚产卵的那些晚上,研究所及来自世界其它地方的科学家都专注于收集卵子束并使之受精,进而孵化出毫米长度的幼体。为弥补这一领域关键的知识漏洞(比如珊瑚虫的应激反应),一些实验要持续数天,数周甚至几年之久。

管理珊瑚礁的新工具

    在2016年大堡礁北部大片珊瑚白化并死亡后,2017年(科学家)将会重点关注海洋环境剧变带来的影响。AIMS的科学家将致力于开发新方法以帮助珊瑚适应不断升高的水温(*珊瑚白化并死亡的几率与暴露在高水温下的时间直接相关)并修复受损珊瑚礁。

    珊瑚礁的未来虽不甚明朗,但希望尚在。今年(珊瑚)繁殖季开展的实验将测试从上次白化事件中幸存的珊瑚是否能够适应较高的水温,以及他们是否会育下更耐热的后代。

这些知识将支持开发积极的珊瑚礁管理工具,比如辅助基因流动。

 

巨大的海洋模拟器为研究人员仔细测试珊瑚的应激反应提供了便利。

@澳洲海洋科学院,作者提供

 

    辅助基因流动主要是将耐热珊瑚(或它们的后代)移植到温度较高的珊瑚礁上。其目的是增强当地珊瑚种群整体的耐热性,帮助在下一次(由于水温升高导致的)白化事件发生时建立缓冲区。

    对珊瑚而言更多区域性的威胁来自恶劣的水质和沿岸发展带来的污染,珊瑚生长早期对杀虫剂、石油泄漏和清淤扬起的沉积物异常敏感。

    接下来对水族馆里珊瑚幼体进行的实验,将精心控制环境变量,以评估在未来大规模干扰发生后,上述威胁对(珊瑚礁)恢复的影响程度。

    当下珊瑚礁“强敌环伺”——气候变化带来的压力,旋风,棘冠海星捕食和不断恶化的水质。珊瑚礁生态系统应对危机的能力一方面依赖于珊瑚虫大量产卵的成功,另一方面则有赖于实验室中的改进来增强珊瑚礁的恢复能力。

为了珊瑚礁的恢复和(对未来环境的)适应,需要在传统管理方式上进行持续且稳步增加的投入,其策略包括减缓气候变化,区域化水质管理以及控制棘冠海星的生长等。

*译者注

 

翻译:张宇哲

审校:董子晨曦

原文链接:http://theconversation.com/explainer-mass-coral-spawning-a-wonder-of-the-natural-world-87253

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