冈山大学 Mayuri Inoue 副教授、琉球大学 Takashi Nakamura 副教授和 Kazuhiko Sakai 教授、东京大学 Hotaka Kawabata 教授和 Yusuke Yokoyama 教授、文莱大学国家先进产业技术研究院 Yasuaki Tanaka 助理教授地质信息研究部研究小组组长Atsushi Suzuki和德国明斯特大学的Nicolas Gussone博士领导的研究小组,成功地利用幼虫定居和变态后立即使用的幼珊瑚,成功地培育出了有共生藻和无共生藻的珊瑚,并将它们饲养在不同海水温度的水族馆中。该研究成果于6月6日发表在美国地球化学会学术期刊上。地球化学与宇宙化学学报
众所周知,共生珊瑚比非共生珊瑚生长出更多的碳酸钙骨骼,但通过对实验过程中生长的珊瑚骨骼进行化学分析,井上副教授的团队发现这种差异是由于珊瑚体内 pH 值的增加造成的。长期以来已有报道称共生藻类对珊瑚礁的生长很重要,但其具体作用尚不清楚。这项研究的结果极大地有助于解决这个谜团,并证明了“珊瑚白化”(即珊瑚失去大部分共生藻类)如何抑制珊瑚礁的生长。
<现状>
珊瑚礁拥有高水平的生物多样性,并作为天然防波堤支持旅游业、渔业资源和人们的生活,其基础是由造礁珊瑚的骨骼生长建造的。珊瑚骨骼是由碳酸钙构成的,但目前关于这种骨骼的形成和生长机制还有很多未知之处。据报道,共生藻类通过光合作用进行的能量供应对于珊瑚的生长很重要,但其除了能量供应之外的具体作用尚未明确。
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图1。共生/非共生珊瑚的温控饲养实验结果。在27-29℃的正常温度下,共生珊瑚(左图)的骨骼生长速度较高,但当温度达到31℃或更高时,骨骼生长会因白化而减少(右图)。在所有温度区的共生珊瑚和非共生珊瑚之间,U/Ca 比率(pH 值的替代指标)存在显着差异。 |
<研究成果内容>
为了确定共生藻类在珊瑚骨骼生长中的作用,井上副教授领导的研究小组利用幼虫定居和变态后立即使用的幼珊瑚(初始水螅体)制作了有共生藻类和无共生藻类的水螅体,并将它们饲养在控制温度、盐度和海水中二氧化碳浓度的水族馆中。因此,正如之前报道的那样,之前的研究表明,共生珊瑚比非共生珊瑚有更多的骨骼生长量(井上等人,2012)。当我们对这个骨架的一部分进行包括铀/钙比(U/Ca)(被认为是pH值的替代指标)在内的六个项目的化学分析时,我们发现在所有实验中,共生珊瑚和非共生珊瑚之间仅在U/Ca比上存在显着差异。由此可见,在共生珊瑚中,共生藻类在光合作用过程中消耗珊瑚体内的二氧化碳,增加了珊瑚体内的pH值,创造了一个更容易钙化的环境。
<社会意义>
造血型珊瑚不仅形成珊瑚礁,它们的骨骼还记录过去的海水温度,使其成为有价值的地质样本,可以帮助我们了解过去的气候。然而,人们对它最初如何生长的基础知识还不太了解,通过各种分析获得的结果可以说是开创性的。
我们还相信这项研究结果将有助于保护未来正在白化的珊瑚礁。
论文名称:
基于多种地球化学示踪剂的珊瑚-藻类共生在珊瑚钙化中的简单作用
日文标题:基于各种地球化学分析的共生藻类在珊瑚钙化中的作用
已发表的论文:
地球化学与宇宙化学学报作者:
Mayuri Inoue、Takashi Nakamura、Yasuaki Tanaka、Atsushi Suzuki、Yusuke Yokoyama、Hodaka Kawahata、Kazuhiko Sakai、Nikolaus GussoneDOI:101016/jgca201805016
网址:
https://doiorg/101016/jgca201805016
这项研究得到了佳能基金会、环境省全球环境研究基金 (RF-1009) 和日本学术振兴会 (JSPS) 科学研究资助金 (Young A/15H05329,首席研究员:Mayuri Inoue) 的支持。
M。 Inoue、K Shinmen、H Kawahata、T Nakamura、Y Tanaka、A Kato、C Shinzato、A Iguchi、H Kan、A Suzuki 和 K Sakai。基于珊瑚共生和非共生原发息肉的培养实验估计钙化对热和新鲜应激的反应,鹿角珊瑚. 全球星球。改变, 92-93, 1-7 (2012).