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《科学之友》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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海底绿洲——珊瑚礁

2017-08-23 09:36:00

  在我国海南岛三亚市鹿回头半岛沿岸东西湄洲湾、亚龙湾海域的水下,生长着大片美丽的珊瑚,其中造礁珊瑚达80多种。当你潜入海底,注视这些五光十色的珊瑚时,是否在想:外形像极了分叉的树枝、花朵的珊瑚是一种植物吗?它和珊瑚礁之间又有着怎样的联系?

  海洋中的热带雨林

  珊瑚其实是人们对珊瑚虫的习称,它并非植物,而是一种叫珊瑚虫的微小腔肠动物,有很高的经济和生态价值。珊瑚虫以群体为主,它们是海洋里的“吉普赛”人,喜欢到处漂游,四海为家。单个珊瑚虫的外形很像个肉质小口袋,口袋顶部是珊瑚的口,口的周围长满有绒毛的触手。看似温顺的珊瑚,其实是肉食性动物,它们通过毛茸茸的触从海水中捕捉食物,珊瑚虫将食物消化以后会分泌出石灰质,形成骨骼与灰质外壳。当珊瑚虫死亡之后,其骨骼遗骸积聚起来,新生的后代又在这些遗骸上繁殖生长,久而久之,形成了海底千变万化的珊瑚形态。

  岩石是珊瑚最好的附着体,一旦碰到海岸边的岩石或礁石时,它们就会扎根生长;除岩石外,瑚还能附着在海底细砂和泥质基底上。珊瑚生命的世代延续和积累成就了珊瑚礁海岸,其形态在所有热带海岸中别具一格。而且,珊瑚礁生物群落中珍稀生物很多,是保护海洋生物多样性的重要海区。在海底世界,珊瑚礁享有“海洋中的热带雨林”“海上长城”等美誉,被认为是地球上最古老、最多姿多彩和最珍贵的生态系统之一。

  小珊瑚造大礁

  珊瑚分布范围很广,但主要产于热带浅海区,在温带和寒带海区特别是沿岸浅水区也较常见,甚至在超深渊带也有珊瑚虫的代表,如海葵。我国热带海域辽阔,珊瑚礁分布较广,其中造礁珊瑚的种类也不少。珊瑚在我国南海诸岛、海南岛、台湾岛及澎湖列岛沿岸,广东和广西沿岸均能见到。其中,环礁主要分布在南海诸岛,岸礁主要分布在海南岛、台湾岛及澎湖列岛沿岸和广东、广西沿岸。

  台湾地区造礁珊瑚种类远多于其他地区,这与该地区长期受太平洋黑潮暖流的影响有关。珊瑚礁在全球海洋中所占面积虽不足0.25%,但超过1/4的已知海洋鱼类靠珊瑚礁生活,并和珊瑚礁相互依存。多数造礁珊瑚组织本身并没有色素,它们美丽的颜色多半来自于体内的共生藻;在正常水温条件下,虫黄藻总是与珊瑚虫共生,给珊瑚礁染上金色、红色或黄色的光彩。而我们通常看到的那些洁白如玉的珊瑚,其实是珊瑚虫死后经人工浸泡冲刷而成的珊瑚骨骼。

  这些微型共生藻类为珊瑚虫提供能量并在两者之间形成物质循环,如珊瑚藻类和仙掌藻类是海洋珊瑚礁的组成者。每年夏天水温升高时,很多地方的珊瑚都会“白化”。因为如果出现水温太高或太低、水中盐度因大雨而骤降、海水太过混浊等恶劣环境时,共生藻类就会离开寄主——珊瑚虫,从而导致整个珊瑚组织因为失去色彩而变成透明的,直接露出珊瑚白色的钙质骨骼。不过短期内,“白化”的珊瑚并没有死亡,如果环境能够迅速恢复正常,共生藻便可能再度快速增长,使珊瑚恢复原有的靓丽色彩。

  珊瑚礁的功能很多,它不仅对海岸具有保护作用,还能贮存油气资源并具有一定的医用价值。另外,在珊瑚礁区建立的海洋动物园、自然保护区,既是人们的旅游胜地,又是科研基地。

  人体骨骼的替代物

  海洋深处的珊瑚礁是生物所能创造的最大的构造之一。有人把珊瑚礁称为“海洋沙漠”中的绿洲,无数生物种群视珊瑚礁为自己的宫殿,长年栖息在这里。

  珊瑚礁之所以坚硬,是因为珊瑚虫在生长过程中能吸收海水中的钙和二氧化碳,分泌出石灰石变为自己生存的外壳;并通过一代代的新陈代谢,将这些石灰石黏合在一起。在这个过程中,由于吸收了大量二氧化碳,还在一定程度上减轻了温室效应。珊瑚礁不但能平衡自然环境,还能帮助人们解除病痛。

  在确保珊瑚礁可以再生恢复的前提下,采集医用珊瑚并不会对珊瑚群造成威胁。每年,人们可以从印度洋、太平洋里采集2吨左右的珊瑚礁,供给海洋生物学家从中挑选出最合适的部分,接着是进行化学分析,经过杀菌、消毒、碾磨、挫平等工序后,珊瑚礁被切割成患者所需要的大小。目前,已经有10万名患者接受了珊瑚礁的移植治疗,至今还没有任何一例出现排斥反应。如今,珊瑚取代了合成材料,在整形手术和神经治疗中的用途也越来越广泛。

  指引年轻的鱼回家

  薄暮时分,珊瑚礁梦幻般的宁静戛然而止。海水中开始充满吱吱嘎嘎、叮叮当当的声响,正在捕猎的鱼和正在打瞌睡的虾,发出的喧闹声在几千米之外的岸上都可以听到。一项新研究表明,夜晚时分,珊瑚礁里的这种吵闹,可能有着一项重要的功用:指引年轻的鱼回家。

  珊瑚礁鱼类的小鱼孵化出来之后,可以漂流到离珊瑚礁很远的地方。但到发育成熟时,它们必须回家,或者找到另一处珊瑚礁,以寻找合适的食物和配偶。以前的研究表明,处于青春发育期的鱼有着极好的听觉。英国爱丁堡大学的鱼类生态学家史蒂芬·辛普森因此猜想:年轻的鱼可能随着声音的指引找到返回珊瑚礁的路。

  为了检验这一想法,辛普森和同事在澳大利亚大堡礁附近的水底平坦沙地上放置了24堆珊瑚碎石,形成人造珊瑚礁。在6个夜晚的时间里,研究人员选其中一半的珊瑚礁,播放珊瑚礁鱼类的喧闹声,而另一半不播放,然后在次日早晨收集在每个珊瑚礁附近活动的鱼类数量。

  澳大利亚海洋科学研究所的鱼类生态学家彼得·多尔蒂评论说:“这些鱼在接近珊瑚礁的最后过程中,肯定在利用声音的线索。”他还指出,鱼同时也可能利用气味或其他线索。了解年轻鱼类的漂流方式以及它们回到珊瑚礁的方式,可以帮助生物学家规划海洋保护区,保护那些处于生命周期中关键阶段的鱼类。

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