一些珊瑚可以在不付出新陈代谢代价的情况下在气候变化中生存

如果俗话说“生活中没有什么是免费的”，那么珊瑚可能会因为适应气候变化而付出代价。事实上，科学家们普遍认为，当珊瑚与帮助它们耐受温暖海水的共生藻类合作时，它们必须遭受生长减少或其他权衡。然而，宾夕法尼亚州立大学领导的新研究表明，某些珊瑚可以鱼与熊掌兼得，因此，这些珊瑚共生伙伴关系可能会在气候变化的未来主导珊瑚礁生态系统。

宾夕法尼亚州立大学生物学教授托德·拉杰内斯 (Todd LaJeunesse) 表示：“我们的研究结果驳斥了人们普遍认为，具有耐热藻类共生体的造礁珊瑚生长不良的观点。” “相反，这些适应温暖的伙伴关系能够更好地承受严重的海洋热浪，并且可能在未来扩大生态并主导珊瑚礁生态系统。虽然未来的珊瑚礁可能看起来不那么漂亮——多样性低，生态系统服务大大减少，但留下的有弹性的动物可能会继续为其他动物提供食物和栖息地，并为它们创造的生态系统提供一些珊瑚礁的生长。”

LaJeunesse 解释说，珊瑚礁是由珊瑚群形成的地质结构，珊瑚群由微小的海葵状息肉组成，其组织中含有密集的光合藻类，称为“甲藻”。这些甲藻——研究人员称之为“共生体”——耐受高温的能力各不相同。当海洋变得过于温暖时，许多共生物种就会死亡，它们的珊瑚宿主也会随之死亡。当珊瑚礁崩溃时，渔业、旅游业和生态系统服务(例如飓风缓冲区)也面临风险。

根据 LaJeunesse 的说法，在 1997-1998 年厄尔尼诺南方涛动事件之后，东太平洋首次记录了基于共生体物种的珊瑚死亡率差异，当时水温比历史平均气温高 2-4°C。他说，在那次事件之后，寄生了 Durusdinium glynnii 共生体的珊瑚存活了下来，而寄生了 Cladocopium latusorum 共生体的珊瑚则死亡了。

特拉华大学海洋科学与政策教授马克·华纳 (Mark Warner) 表示：“显然，与 D. glynnii 相关的珊瑚在那次极端高温事件中处于优势，但是容纳这些耐温共生体是否需要付出代价?先前的研究表明，耐热性的代价表现为从共生体到宿主的营养物质转移减少以及显着的负面生理权衡，例如生长和繁殖成功率降低。我们想知道珊瑚是否会发生类似的权衡，以及这是否会影响珊瑚礁生态系统的命运。”

该研究的主要作者 Kira Turnham 于今天(7 月 19 日)发表在《英国皇家学会学报 B》上，她解释说，为了调查耐热伙伴关系中可能的权衡，研究小组比较了寄生耐热伙伴关系的 Pocillopora 珊瑚的生长和繁殖情况。 D. glynnii 共生体和更敏感的 C. latusorum 共生体。

“这些共生关系在整个印度洋和太平洋都很常见，代表着共同进化和生态上成功的关系，”她说。

具体来说，该团队测量了骨骼生长、总质量增加和钙化率——或者珊瑚产生碳酸钙的速度，这是珊瑚生长的一个指标。研究小组还测量了生殖输出和对热应激的反应，以评估这些伴侣组合的功能表现。

“我们发现 D. glynnii 具有承受水温的能力，这种水温会损害大多数珊瑚-甲藻的共生关系，而不会出现明显的权衡，”特纳姆说。“这种伙伴关系的生长和繁殖与对温度更敏感的伙伴关系一样。”

Turnham 指出，两种伙伴关系之间的性能和功能差异仅在实验加热期间才明显，这突显了 D. glynnii 耐受更高温度并为其宿主提供耐热性的能力。该团队还在研究类似的珊瑚-藻类互利共生关系，涉及西太平洋国家帕劳的众多珊瑚物种，以确定这些发现的广度。

“这项研究强调了珊瑚共生的背景重要性和令人难以置信的生物学，”特纳姆说。“通过研究共生体的共同进化历史，提供背景镜头并利用改进的共生体物种识别，我们可以对随着海洋因气候变化而持续变暖而珊瑚的持续存在做出更有意义的预测。”

该论文的其他作者包括特拉华大学的 Matthew Aschaffenburg;Tye Pettay，南卡罗来纳大学博福特分校;David Paz-García，诺罗斯特生物学研究中心;Hector Reyes-Bonilla，南下加利福尼亚州自治大学;Jorge Pinzón，德克萨斯大学阿灵顿分校;艾莉蒂明斯，宾夕法尼亚州立大学;罗宾·史密斯，维尔京群岛大学;和迈克尔·麦金利，特拉华大学。