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1 海胆行为的变化影响海藻森林的破坏和恢复 2022-07-30

2014年,加州中央海岸出现了大量以海藻为食的海胆,导致该地区的海藻森林大幅减少。但这并不意味着海胆数量的增加,主要是由于海胆从它们的藏身之处出现。在随后的几年里,海胆的移动使得一些“海胆荒漠”地带(urchin barrens,指大量海胆啃食海藻森林使该地成为“荒漠”)得以恢复。该发现是加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)的科学家们对蒙特雷湾的海胆和海藻森林动态进行的长期研究的主要发现之一。研究成果于近期发表在《生态学快报》(Ecology Letters)上。 研究者的领导者,UCSC的博士Joshua Smith指出,在探索促进海藻森林恢复的方法时,大多数人都会想到需要减少海胆的数量,但考虑海胆行为的变化也非常重要。研究人员利用22年的长期监测数据进行研究,发现2014年蒙特雷湾南部紫色海胆的爆发主要是由海胆的行为变化驱动的,而不是因为数量的增加。 在接下来的三年里,他们持续追踪了该地区海胆的觅食行为,该地区已经成为一个由海藻森林和“海胆荒漠”组成的斑驳马赛克。结果发现,海胆的行为与这两种状态之间的过渡有着双向的联系。2013年,随着海星萎缩病(SSWD)的出现,加州的海藻森林生态系统开始遭受一系列重大破坏。海星萎缩病导致海胆捕食者——向日葵海星灭绝。第二年,一场异常的海洋热浪将海岸浸泡在温暖的海水中,为海藻的生长创造了恶劣的条件。这为海胆的空前爆发奠定了基础。突然之间,生长着海藻森林的岩石礁石上布满了以活海藻为食的紫色海胆。 Smith强调,通常情况下,海胆会在岩石礁的缝隙中躲避捕食者,并以随水流漂流而来的海藻碎屑为食。而温暖的海水导致海藻生产力下降,这样的食物输送过程没有发生。与此同时,海胆捕食者——向日葵海星也消失了。因此,2014年,大量海胆从缝隙中冲出来寻找海藻。特别是在加利福尼亚中部和北部,蒙特雷半岛沿线地区,海胆行为的转变导致这些曾经有海藻森林的地区变成了“海胆荒漠”。 尽管如此,研究人员发现,如果海胆离开珊瑚礁,海藻森林就可以恢复。例如,在2018年,他们在一个前一年还是“海胆荒漠”的地方,发现了一片海藻森林。海胆已经远离了被它们剥去海藻的珊瑚礁,进入了有大量红叶藻的浅水区。这使得海藻能够在更深的珊瑚礁上重新生长。 他们还提到,今年的水质条件对海藻的生长非常有利。异常多风的春天推动了沿海地区寒冷、营养丰富的水强烈上涌。科学家们将研究这会如何影响海藻的恢复。现在,仍有大量海胆在珊瑚礁上啃食海藻,科学家们需要考虑的是如何使其数量下降,如何能有足够的掠食者把它们赶回裂缝里。(刁何煜编译) 查看详细>>

来源:美国科学促进会科学新闻eurekalert 点击量:7

2 珊瑚通过发光引诱猎物 2022-07-30

以色列特拉维夫大学领导的一项研究表明,珊瑚发光是为了引诱猎物,珊瑚捕食的海洋动物能够识别荧光颜色,并被荧光颜色所吸引。 研究人员解释说,几个世纪以来,自然爱好者和科学家一直对海洋中的生物发光这一事实着迷。这种现象在造礁珊瑚中很常见,但其生物学作用一直是争论的主题。多年来,许多假设都得到了验证,例如:这种现象能防止辐射吗?优化光合作用?抗氧化活性?是为了保护珊瑚免受草食动物的侵害还是为了吸引共生藻类?研究人员在实验室和海上确定浮游生物是否被荧光吸引,并量化了生活在浅海珊瑚礁和深海完全黑暗区域之间珊瑚的捕食能力,这些珊瑚具有不同的荧光效应。 研究人员在实验室中选用甲壳类动物卤虫测试荧光对浮游生物的潜在吸引力。结果发现,当卤虫在绿色或橙色荧光靶标和清晰的对照靶标间进行选择时,它们表现了对荧光靶标的明显偏好。在所有的实验室实验中,甲壳类动物对荧光信号表现出强烈的吸引力。然而,与甲壳类动物不同的是,不被视为珊瑚猎物的鱼类并未表现出类似趋势,而是总体上避开了荧光靶标,尤其是橙色靶标。 第二阶段实验在约40米深珊瑚的自然栖息地进行,以研究深水中自然水流和光条件下,荧光对浮游生物的吸引力。结果发现,荧光诱捕器(绿色和橙色)吸引的浮游生物数量是透明诱捕器的两倍。 研究的最后一个阶段,研究人员检测了埃拉特湾45米深处珊瑚的捕食率,发现显示绿色荧光的珊瑚的捕食率比显示黄色荧光的珊瑚高25%。 研究人员表示,许多珊瑚显示出荧光颜色的图案,突出它们的嘴巴或触角,这一事实说明就像生物发光一样,珊瑚发光是吸引猎物的一种机制。珊瑚发光且色彩鲜艳的外观可以作为诱饵,将游动的浮游生物吸引到珊瑚等地栖食肉动物身边。尽管现有的关于浮游生物对荧光信号的视觉感知知识存在一定差距,但该研究为荧光在珊瑚诱捕猎物中的作用提供了实验证据。(张灿影编译) 查看详细>>

来源:科技日报 点击量:5

3 美海洋学家开发新模型以更好地预测障壁岛回退 2022-07-16

障壁岛保护海岸线免受风暴、风暴潮、海浪和洪水的侵袭,它们可以充当海洋和海岸带之间的缓冲区。随着海平面的上升,障壁岛会回退,即向海岸靠拢,从而会减少缓冲和保护作用。美国路易斯安那州立大学主导的一项研究显示,即使海平面以目前的速度继续上升,沿海障壁岛的后退速度也将在一个世纪内加速50%,相关研究成果发表在《自然-地球科学》(Nature Geoscience)期刊上。 研究人员注意到在20世界初海平面急剧上升,但障壁岛回退并没有增加那么多。他们研究了这一现象并开发了一种计算机模型,该模型首次显示出海平面上升与障壁岛后退之间的关系比以前的模型更微妙。新模型显示了海平面上升和障壁岛后退之间的滞后——从而挑战了障壁岛对海平面上升瞬间做出反应的普遍假设。 他们指出,以前的模型没有看到滞后的一个原因是因为他们假设整个沿海地区的几何形状—从下大陆架到高地边界,包括空中屏障、入口和潮汐通道—都被冻结了。然而,几何形状可以改变,这就是造成这种滞后效应的原因。 该模型预测,未来100年障壁岛回退率将增加50%。此外,如果海平面上升速度增加,障壁岛回退可能会更加严重。值得注意的是,这些预测没有考虑风暴的强度和频率,这也会加剧障壁岛的回退。 研究人员使用德尔马瓦半岛东南海岸附近的一系列无人居住的岛屿来开发该模型。他们还指出,障壁岛各不相同,尽管该模型预测回退会增加,但世界各地的其他障碍岛可能会退得更快或更慢,甚至远离海岸。(王琳编译) 查看详细>>

来源:美国路易斯安那州立大学 点击量:18

4 中太平洋珊瑚礁在发生白化事件后逐渐恢复 2022-07-16

美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(SIO)研究人员在太平洋中部巴尔米拉环礁(Palmyra Atoll)上开展的一项为期十年的研究发现,远离当地人类影响的珊瑚礁可以逐渐从白化中恢复。研究人员发现,每次白化事件发生的一年后,一些区域确实有珊瑚量下降的迹象,但两年内便会恢复。大堡礁的珊瑚和藻类种群数量在十年期间只发生了很小的净变化,这表明巴尔米拉珊瑚礁在气候变化背景下具有较强的恢复能力,最新的研究成果于2022年6月发表在《珊瑚礁》(Coral Reefs)期刊上。 巴尔米拉环礁作为偏远的北线群岛之一,不受当地人类活动(如渔业、污染、沿海开发和旅游业)的影响,为监测生态系统在气候变暖情况下如何随着时间的推移而变化提供了一个天然的实验室。在2015年发生的变暖事件中,巴尔米拉环礁上高达90%的珊瑚有白化迹象,但在接下来的一年里,死亡率不到10%。这表明不仅需要衡量珊瑚的死亡和破坏,还要衡量珊瑚的恢复能力,这对未来关于珊瑚的管理统计至关重要。 根据已记录的帕尔米拉环礁数据分析,海水变暖本身可能会导致造礁珊瑚和钙化藻类数量的下降,但干净的水域和完整的生态系统孕育了健康的鱼类种群,这可能有助于帕尔米拉珊瑚礁的恢复。在人口密集的地方,过度捕捞、沿海开发以及含有化肥和杀虫剂的淡水径流都可能破坏珊瑚礁的恢复能力。(刘思青编译) 查看详细>>

来源:美国斯克里普斯海洋研究所 点击量:23

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