珊瑚幼體應(yīng)對(duì)氣候變化的生理適應(yīng)機(jī)制研究獲進(jìn)展

近期，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所黃暉研究團(tuán)隊(duì)與香港科技大學(xué)教授錢培元合作，在珊瑚應(yīng)對(duì)氣候變化的生理適應(yīng)機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。該系列研究以三亞鹿回頭鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)為模式生物，通過實(shí)驗(yàn)室模擬體系研究了升溫和酸化對(duì)珊瑚幼體早期生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果顯示，雖然酸化會(huì)抑制珊瑚幼體的鈣化，但珊瑚共生蟲黃藻光合生理對(duì)海水二氧化碳分壓的升高表現(xiàn)出正響應(yīng)，蟲黃藻提高光合電子傳遞和能量轉(zhuǎn)化速率，這一生理適應(yīng)和蟲黃藻碳酸酐酶活性的上調(diào)有關(guān)；再者，不論面對(duì)單獨(dú)的升溫、酸化或者二者共同作用時(shí)，珊瑚幼體總會(huì)表現(xiàn)出生理權(quán)衡(Trade-off)，即珊瑚幼體會(huì)抑制無性出芽以支持骨骼鈣化和組織的生長(zhǎng)，進(jìn)而利于珊瑚幼體在酸化條件下的存活。

此外，研究人員還分別關(guān)注了溫度和碳酸鹽體系的自然晝夜波動(dòng)在珊瑚對(duì)升溫和酸化響應(yīng)中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海水溫度的晝夜波動(dòng)可以緩解升溫對(duì)珊瑚光合生理的負(fù)面影響，但對(duì)幼體生長(zhǎng)發(fā)育的影響較小。相較之下，二氧化碳分壓晝夜波動(dòng)的酸化處理會(huì)提高幼體鈣化的能量消耗，進(jìn)而抑制幼體出芽生殖速率。當(dāng)考慮碳酸鹽體系的自然晝夜波動(dòng)時(shí)，海水酸化對(duì)珊瑚幼體生長(zhǎng)發(fā)育的負(fù)面影響可能比預(yù)期更加嚴(yán)重。

上述研究成果相繼發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《生理學(xué)前沿》、《珊瑚礁》、《生物地球科學(xué)》和《實(shí)驗(yàn)海洋生物生態(tài)學(xué)雜志》上。該系列研究得到NSFC-廣東聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)等的共同資助。

珊瑚幼體生理權(quán)衡(Trade-off)示意圖

(來源：中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所)