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急性脱氧对珊瑚礁底栖和微生物群落结构的影响

 

 

来源:美国伍兹霍尔海洋研究所                                     发布时间:2021年7月26日

 

       一项伍兹霍尔海洋研究所研究人员进行的实验中,在巴拿马加勒比海岸的博卡斯德尔托罗温暖的海水下10英尺处发现了特殊的水层,这里海水浑浊恶臭,通常隐匿的海蛇尾和海胆栖息在珊瑚礁的顶部。这一独特的观测促使一项合作研究,发表在《自然通讯》上。

       研究团队在该研究中解释了这一观察结果,分析了这种浑浊水层是由什么引起的,以及它对海底生命的影响。该区域水层是低氧海水,几乎没有氧气,所有的大型生物都试图逃离,而无法逃离的生物则会窒息死亡。考虑到造成该水层的原因,研究者认为低风活动造成的死水、温暖的水温、附近种植园的营养污染等因素,导致了水体分层,这些缺氧条件开始扩大并侵犯到附近的浅水栖息地。

       研究人员表示,由于气候变化和富营养化,全球海洋中的氧气正在加速流失,急性脱氧事件以及随之而来的大规模死亡和沿海生态系统死区形成的频率和严重程度正在增加。但目前对急性脱氧事件如何影响热带海洋生态系统仍知之甚少。过去的研究表明,温度升高会导致珊发生物理变化,例如白化。如果条件没有改善,白化的珊瑚就会死亡。然而,很少观察到热带地区氧气水平下降引起的实时变化。

       在局部范围内,与导致大规模白化的变暖事件相比,缺氧事件可能对珊瑚礁构成更严重的威胁。这些突发事件影响所有需要氧气的海洋生物,并可能迅速杀死珊瑚礁生态系统。

       调查人员报告说,这次缺氧事件导致珊瑚白化和大规模死亡,导致活珊瑚损失50%,直到事件发生一年后才显示出恢复迹象,在此过程中海底群落发生剧烈变化。缺氧水域的最浅测量深度约为9 英尺,距博卡斯德尔托罗海岸约30 英尺。 

描述脱氧事件如何改变微生物和底栖群落组成的概念图,以及事件发生一年后底栖组合的转变如何持续.  图片:自然通讯

       而研究发现幸存的50%活珊瑚有可承受缺氧压力的潜能,因此可以通过确定那些能快速适应环境变化的珊瑚基因型或物种,帮助海洋物种生存。此外,研究发现生活在珊瑚礁中的微生物可以在一个月内恢复到正常状态,而像海蛇尾这样的大型生物则在这些条件下死亡。通过收集海水样本和分析微生物DNA,发现这些微生物不一定适应这种环境,而是在这些低氧条件下"休养"。

       研究人员指出,人类活动会导致营养污染和海水变暖,从而导致海洋缺氧事件。管理和改善沿海土地开发和农业等人类活动,可以减少缺氧事件的发生。这项关于缺氧对海洋生物影响的研究,为研究在急性缺氧事件中珊瑚礁微生物群落的命运提供了参考。珊瑚礁微生物对物理化学条件的变化反应迅速,为自然界的物理和生物过程提供可靠的指示。研究小组发现,在事件消退后,珊瑚礁微生物群落从缺氧状态向正常状态的转变,表明珊瑚礁微生物的恢复途径是独立的,与底栖宏观生物脱钩。这可能有助于重启影响珊瑚礁群落其他方面恢复的关键微生物过程。

 


 

原文链接:What happens to marine life when oxygen is scarce?

编译:李新