在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望

在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望 在2010年菲律賓巴拉望島的一次漂白事件中,珊瑚發出了霓虹色的光芒。 Ryan Goehrung /華盛頓大學。, 作者提供

由於氣候變化,海洋熱浪幾乎每年都會導致大規模的珊瑚白化事件,威脅著全世界的珊瑚礁。 較高的水溫使建造珊瑚的珊瑚受到壓力,導致它們排出駐留在其組織中的光合藻類。 失去這些褐色的植物細胞,會使珊瑚的白色石灰石骨架閃閃發光,使礁石變成幽靈般的白色。

但是,當某些珊瑚褪色時,它們會經歷神秘的轉變,這使科學家感到困惑。 這些珊瑚不會變白,而是發出一系列不同的霓虹色。 紀錄片涵蓋了五顏六色的漂白 追逐珊瑚呈現出整個礁石 變熒光。 “ 水下攝影師 記錄該事件的人說:

彷彿這些珊瑚以鮮豔的色彩尖叫著要引起注意,試圖保護自己免受海洋熱浪的侵襲。 我們目睹了海洋即將陷入困境的最終警告。

在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望 在一次漂白事件期間的珊瑚發光的霓虹紫色在新喀裡多尼亞,2016年。 理查德·韋弗/海洋局, 作者提供

In 新的研究,我們終於發現了珊瑚為什麼要這麼做。

解決珊瑚難題

我們知道異常熒光的珊瑚的出現與漂白有關。 但是,為什麼所有的珊瑚都沒有突然變得更加豐富多彩? 為何它們似乎只出現在某些漂白事件中? 當我們試圖將實驗室中的珊瑚暴露於實驗性熱脅迫下時,事情變得更加奇怪。

在我們的初試中,除了變得更加色彩鮮豔之外, 他們只是漂白白。 但是在學生的幫助下進行了更多的實驗之後 埃琳娜·波拉蒂(Elena Bollat​​i)雷切爾·阿爾德迪斯(Rachel Alderdice),我們找到了答案。

在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望 珊瑚動物失去了藻類,變白了。 珊瑚仍然存在,並且有恢復的潛力。 Cecilia D'Angelo和JörgWiedenmann /南安普敦大學, 作者提供

在健康的珊瑚中,大部分陽光被藻類的光合色素吸收。 當珊瑚由於壓力而失去藻類時,多餘的光線會在珊瑚組織內來回傳播, 由白色骨架反映。 一旦條件恢復正常,珊瑚內部的藻類可以在漂白後恢復。 但是當珊瑚內部像這樣明亮地照亮時, 藻類壓力大,可能會延遲甚至阻止他們返回。

如果珊瑚細胞在漂白過程中仍能至少履行其某些正常功能,則增加的內部光照水平將促進珊瑚的產生。 彩色顏料 保護珊瑚免受光的傷害,形成一種可使藻類返回的防曬層。 當恢復的藻類再次開始吸收光以進行光合作用時,珊瑚內部的光照水平下降,因此珊瑚停止產生盡可能多的這些彩色色素。

不僅如此,熱應激還會導致色彩鮮豔。 珊瑚及其藻類對水中的變化非常敏感 他們環境中的營養水平。 當水中的磷太少或氮太多時,當 肥料 從農田流到海洋–可能會發生強烈的彩色漂白。

在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望 內部變化允許發生彩色漂白。 約爾格·維登曼(JörgWiedenmann),埃琳娜·博拉蒂(Elena Bollat​​i)和塞西莉亞·德安吉洛(Cecilia D'Angelo)/南安普敦大學,巴拉望大學,賴安·格倫(Ryan Goehrung)/華盛頓大學製作的彩色漂白圖像, 作者提供

珊瑚礁的美好未來

利用衛星數據,我們為已知的多彩漂白事件重建了溫度曲線。 我們看到它們傾向於在短暫或輕度的熱應激發作後發生。 當珊瑚暴露於極端或長期極端溫度下時,它們趨向於漂白白色。 這就是為什麼在條件合適的情況下,我們只能在特定的漂白事件中看到明亮的霓虹色的原因。

在這些事件中,珊瑚群落的不同成員可能會顯示不同的顏色,而有些物種根本不會產生這些彩色的保護性色素。 但是即使在珊瑚物種中,也可能存在差異 顏色變體 是由於他們的差異 基因組成.

這些變體已經進化為物種 不同的策略 處理光線,具體取決於它們在礁石上的生長位置。 對於淺水中的珊瑚來說,投入大量精力生產彩色防曬霜是有益的。 在更大的深度或光線壓力較低的陰影區域,產生較少保護性色素的珊瑚會更好,因為它們可以節省能量以用於其他有用目的。 即便如此,這些不同的變體經常並排出現,這就是為什麼某些珊瑚的鄰居變白時其漂白成彩色的原因。

在漂白過程中發出明亮霓虹燈的珊瑚礁為恢復提供了希望 在2010年,彩色漂白與白色漂白在大堡礁上。 達倫·科克(Darren Coker)/湯斯維爾(JCU), 作者提供

好消息是,彩色漂白的珊瑚礁似乎比漂白白色的珊瑚更容易復原,因為當熱壓力不太嚴重且彩色顏料本身提供保護時,它們往往會出現。 報告表明,大堡礁的某些地區在2020年XNUMX月和XNUMX月發生了多彩的漂白,因此,在最近的漂白之後,世界上最大的珊瑚礁系統的某些片區可能具有更好的恢復前景。

既然我們知道營養水平也可以影響彩色漂白,那麼我們可以更輕鬆地確定熱應激可能加劇的情況。 水質差。 這可以在本地進行管理,而氣候變化引起的海洋熱浪將需要全球領導。 這些行動在一起可以確保珊瑚礁的未來。談話

關於作者

珊瑚礁實驗室負責人JörgWiedenmann, 英國南安普敦大學 和珊瑚礁實驗室高級研究員Cecilia D'Angelo, 英國南安普敦大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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