西红柿|变温暖酸化的海水,给造礁珊瑚带来毁灭,却给软珊瑚带去生气希望
最近 , 一个科学家小组追踪了造礁珊瑚与海葵和软珊瑚的进化过程 。 他们发现 , 海水的化学和温度变化 , 对这些硬珊瑚和软珊瑚的多样性产生了巨大的影响 。
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他们发表在《自然生态与进化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上的一项新研究称 , 造礁珊瑚产生石质骨骼的前提比较“苛刻” , 它们的生长非常容易受到海水酸化和变暖的影响 。 而海葵和软珊瑚则会在造礁珊瑚的生存陷入困境的时候疯狂生长 。 这个新发现 , 在人类流动的碳排放没有明显变化的情况下 , 对硬体珊瑚的现在和未来提出了严重的暗示 , 同时也为一些软体珊瑚的多样性提供了一线希望 。
新的基因分析显示 , 珊瑚和海葵一起构成了一类被称为珊瑚虫的动物 , 它们在地球上已经存在了7.7亿年 。 这比最早的无可争议的化石证据早了2.5亿年 , 时间足够长 , 足以经历天气的巨大变化、海洋化学的波动和几回大灭绝 。
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在这项新的研究中 , 一个由哈维·穆德学院、美国天然历史博物馆和史密森国家天然历史博物馆的科学家领导的研究小组 , 研究了这些过去的前提是如何影响珊瑚虫多样性的 。 这要归功于研究小组开发的一种新的分子方法 , 使研究小组能够比较近2000个珊瑚虫基因组的枢纽区域来识别物种之间的进化关系 。 研究小组分析了从世界各地收集到的数百个珊瑚虫标本 , 这些标本现在被留存在博物馆的藏品中 。 当这些分子数据与珊瑚虫历史的化石证据一致时 , 它揭示了这些不同的动物是如何在地质时期进化的 。
在地球的历史上 , 酸度和离子浓度的变化使海洋的化学成分在两种状态之间发生变化 , 即文石海(aragonite sea)和方解石海(calcite seas) 。 这些变化 , 以及海水温度的变化 , 好像在决定珊瑚能够产生什么样的骨骼以及珊瑚虫是如何进化的方面起到了重要作用 。
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造礁珊瑚是一种建造大型珊瑚礁 , 以支持复杂的海洋生态系统的类型 , 它从水中吸收矿物质 , 用一种叫做文石的碳酸钙建造坚硬的骨骼 。 而其他的软珊瑚 , 如海扇和黑珊瑚 , 用蛋白质或方解石(一种不易溶解的碳酸钙形式)来构建它们较软的骨骼 , 而海葵则根本没有骨骼 。
研究职员发现 , 造礁珊瑚的文石骨架建造的最佳前提泛起在文石海时期 , 这个时候海洋温度相对较低 。 而在方解石海时期 , 大气中二氧化碳更丰硕 , 海洋更为酸性时 , 进化更青睐海葵和软珊瑚 , 它们用蛋白质或方解石构建骨骼 。
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值得注意的是 , 这些软体珊瑚虫的生存在造礁珊瑚的危机时期表现最好 , 当海洋变暖并变得更酸性时 , 多达90%的造礁珊瑚会死亡 。 “我们的研究表明 , 在这些珊瑚礁危机之后 , 我们实际上得到了更多的珊瑚虫的多样性 , 特别是那些在这样的天气前提下可以做得很好的珊瑚虫——那些不出产文石 , 也不会形成大型珊瑚礁的珊瑚虫 , ”研究职员称 。
这与今天珊瑚礁的观察结果一致 , 这些造礁珊瑚受到气候变化和其他人类流动的威胁 。 “当前的生态学研究表明 , 当造礁珊瑚死亡时 , 其他的软体珊瑚虫开始在死珊瑚上假寓并繁衍生息 , ”研究职员说:“我们在进化树上也看到了这一点 。 ”
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