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1 全球珊瑚礁区域海洋热浪/冷浪事件变化特征及可能机制获揭示 2022-11-14

近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究员王春在团队首次揭示了当前和未来全球变暖情景下暖水珊瑚礁区域的海洋热浪/冷浪事件特征及可能物理机制。该研究以姚玉龙博士为第一作者、王春在为通讯作者发表在Progress in Oceanography(《海洋学进展》)上。 全球暖水珊瑚礁主要分布在30°S-30°N的热带和亚热带浅海海域,最适宜的生长温度一般为20-28℃,超过这个范围可能导致珊瑚体内的虫黄藻逸出,从而表现为珊瑚礁白化。珊瑚礁生态系统因具有极高的生物多样性,而被称为“海洋中的热带雨林”,是全球海洋生态系统的重要组成部分。海洋热浪(冷浪)是指发生在海洋中的极端高温(低温)事件,定义为海表温度至少连续五天超出(低于)气候平均态90(10)百分位阈值。 近几十年来,海洋热浪和冷浪给全球珊瑚礁生态系统带来严重威胁,特别是海洋热浪与全球几次大规模珊瑚礁白化事件密切相关。该研究表明,1982-2021期间全球珊瑚礁区域海洋热浪快速增加,年均总天数趋势为10.3天/10年;海洋冷浪快速减少,年均总天数趋势为-9.9天/10年,都快于全球同期平均值。CMIP6多模式结果也同样表明未来(2022-2070)全球珊瑚礁区域海洋热浪增多而海洋冷浪减少,且海洋热浪与冷浪的发生面积比在SSP245全球变暖情景下高达28倍,SSP585全球变暖情景下高达109倍。 上层海洋变暖(0-700米)是导致当前全球珊瑚礁区域海洋热浪增多而海洋冷浪减少的主要原因。未来全球变暖背景下,海洋热浪和冷浪持续时间的差异是导致两者发生面积悬殊的重要因素。为了避免未来发生更多珊瑚礁白化事件,将增温控制在1.5℃内非常重要。此外,由于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件对全球珊瑚礁区海洋热浪的发生有重要影响,因而预估全球变暖下极端ENSO事件的变化特征是预测珊瑚礁白化事件的关键。 本研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金等共同资助。 相关论文信息:Yao,Y.,Wang,C.,Marine heatwaves and cold-spells in global coral reef zones,Progress in Oceanography(2022),doi:https://doi.org/10.1016/j.pocean.2022.102920. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661122001793 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:2

2 父系照顾调节着珊瑚礁鱼孵化的时间和成功率 2022-11-09

在美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)的资助下,德克萨斯大学奥斯汀分校(The University of Texas at Austin,UT-Austin)的科学家们首次发现了珊瑚礁鱼直接调节其后代孵化时间的案例。研究结果表明,雄性霓虹虾虎鱼会用嘴从巢中取出卵,将新孵化的幼虫运送到霓虹虾虎鱼生活的海绵开口处,然后在海绵入口处将它们吐出,从而孵化出胚胎。研究于近期发表在《英国皇家学会学报B》(Proceedings of the Royal Society B)上。 孵化是珊瑚礁鱼类生命中最脆弱的时期,因此选择合适的孵化时间对它们来说至关重要。该研究的通讯作者John Majoris表示,人们常认为鸡蛋就像厨房里的小计时器,在设定好的时间完成孵化。但是,许多物种必须主动决定胚胎孵化时间。 Majoris及其同事发现,没有父母照顾的霓虹虾虎鱼胚胎孵化同步性较差,发育不全,而且比有父母照顾的胚胎发育提前50%。接受亲代照料的胚胎等待着它们的父亲为它们选择合适的孵化时间,都在胚胎发育的第7天日完成孵化。此外,由父亲孵化的霓虹虾虎鱼比自行孵化的霓虹虾虎鱼具有更强壮的体格,在捕捉食物、躲避捕食者和在开放的海洋中航行时更具优势。 亲代孵化调控有可能普片存在。比如,隐底栖珊瑚礁鱼是一群胆小的海底生物,它们经常将卵产在珊瑚礁裂缝深处,在那里胚胎很难判断孵化条件。在这种情况下,父母可以通过评估外部环境在合适的时间帮助它们完成孵化。Majoris强调,这是一种非常复杂的育儿行为。这表明,关于海洋生物,我们还有很多需要了解的地方。(刁何煜编辑) 查看详细>>

来源:美国国家科学基金会 点击量:1

3 《组学时代的珊瑚礁保护与恢复》——世界珊瑚礁组学新知识 2022-11-09

世界珊瑚礁丛书》最近出版了一册新书,介绍了组学方法帮助珊瑚礁恢复和保护发展现状。全球珊瑚礁的迅速消亡促使人们努力开发创新的保护和恢复方法。组学是生物科学中以高通量方式测量生物分子的一个研究领域,包括基因组学、转录组学、表观基因组学或代谢组学方法,为保护和恢复干预提供信息。这本书介绍了这一领域的发展情况。它讨论了从基因组和环境DNA(eDNA)数据如何被用来为海洋保护区设计和低温保存策略提供信息,使用适应性遗传和表观遗传变异知识来最大化珊瑚种群的环境耐受性,利用转录组数据开发早期预警标记,使用微生物共生组学数据指导恢复策略,到代谢组学和基因工程的应用。文中还讨论了如何将组学数据更好地转化为资源管理器。新书名为《组学时代的珊瑚礁保护与恢复》,由世界顶级科学家来自阿卜杜拉国王科技大学的AIMS教授Madeleine van Oppen和教授Manual Aranda编辑,旨在展示世界珊瑚礁组学方法的前沿动态。(熊萍编译) 查看详细>>

来源:施普林格出版社 点击量:2

4 珊瑚化合物对珊瑚礁组成和健康的影响 2022-11-09

近日,研究人员在研究珊瑚释放到海水中的化学物质影响时,偶然发现了一种释放咖啡因的入侵性珊瑚礁海藻。该研究发现,通过新陈代谢产生的有机化合物(被称为珊瑚代谢物或渗出物)因珊瑚物种的不同表现出很大的差异性,而且这些化合物对珊瑚礁微生物的丰度和组成有不同的影响。 底栖珊瑚生物释放的不同代谢物在加勒比海地区尤为重要,在人类造成的环境压力(如富营养化、过度捕捞和全球气候变化)影响下,该地主导珊瑚正在从坚硬的石珊瑚转向柔软的八角珊瑚。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)作者发表在《ISME Communications》上的论文,通过研究石珊瑚、八角珊瑚和入侵藻类释放的渗出物,证明了渗出物对构建寡营养礁微生物群落的重要性。 主要作者Laura Weber认为研究的主要目的是认识珊瑚渗出物以及厘清这些化合物对海水中其他珊瑚微生物的影响。随着珊瑚礁物种组成的转变,珊瑚生物渗出物也会发生相应的改变,进而对微生物群落产生影响,认识珊瑚礁结构和物种组成变化对珊瑚礁微生物的影响和反馈是一个有待探索的新领域。 在这项研究中,研究人员在实验室中收集了来自石珊瑚、八角珊瑚和Ramicrusta textilis入侵性结壳藻类的六种加勒比海底层生物的渗出物,在这些渗出物中发现了大量的咖啡因。他们的研究结果进一步证明了底栖生物的渗出物对珊瑚礁海水中复杂的细胞外代谢物的贡献,珊瑚物种的不同渗出物也不同。该研究同时海洋生物分泌咖啡因的原因至今未知,在陆地生物咖啡因是一种常见的代谢物,一般由陆地植物产生以阻止食草动物和致病微生物。而海洋生物分泌咖啡因则有助于R.textilis在加勒比海礁石上入侵和繁殖。鉴于R.textilis在加勒比海越来越常见,调查其代谢物对微生物和其他珊瑚礁生物的生态意义重大。 该论文的共同作者Elizabeth Kujawinski表示,这项研究是通过化学信号评估珊瑚礁健康的重要一步。与人类健康诊断类似,珊瑚礁生态系统内的化学信号与珊瑚礁内共生关系密切相关。该研究的另一个重要意义是,多样化的底栖生物群落有助于形成丰富的代谢物库和多样化的微生物群。 研究人员正试图建立一种包括珊瑚礁微生物和代谢物在内的资料库,以便未来通过直接提取海水筛选微生物和代谢物,并评估生态系统的健康状况。这种高效的化学鉴定方法开创了珊瑚礁生态系统监测的新纪元。(於维樱编辑) 查看详细>>

来源:美国伍兹霍尔研究所 点击量:1

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