珊瑚的存活離不開氧氣及碳水化合物,而它借助與單細(xì)胞海藻的共生,二者各取所需,相互提供食物。這個(gè)奇特的安排是自然界最精美也最復(fù)雜的合作,但現(xiàn)在,面對(duì)氣候變化,兩種生物間的共生關(guān)系正面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
珊瑚是海洋里的一種低級(jí)動(dòng)物,蟲黃藻則是一種珊瑚體內(nèi)的單細(xì)胞藻,它們之間的共生現(xiàn)象形成了地球上最大的活珊瑚體———大堡礁,很多熱帶沿海國(guó)家居民還可以在珊瑚礁體上種植食物,作為生活和食品來(lái)源。同時(shí),珊瑚礁上優(yōu)美的環(huán)境也是人們旅游觀光的好去處,旅游業(yè)為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝酥匾慕?jīng)濟(jì)來(lái)源。
但珊瑚和單細(xì)胞藻類之間的共生是否牢固到足以抵擋全球氣候變化帶來(lái)的影響和挑戰(zhàn)?這個(gè)問(wèn)題促使全世界范圍內(nèi)的科學(xué)家正努力研究和破解珊瑚與單細(xì)胞藻類之間的共生關(guān)系。
科學(xué)家說(shuō),這是一個(gè)難以置信的復(fù)雜關(guān)系,在這當(dāng)中,單細(xì)胞藻類附著在珊瑚上,不僅獲得了一個(gè)安定的生活環(huán)境,而且消耗了珊瑚排泄出的二氧化碳和其他廢物。同時(shí),單細(xì)胞藻類在陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用,生產(chǎn)出氧氣和碳水化合物,而珊瑚則以單細(xì)胞海藻釋放出的氧氣和碳水化合物作為糧食。全球變暖導(dǎo)致了海水溫度上升,而海水溫度的升高則會(huì)打破海底生物鏈的平衡,直接引發(fā)與珊瑚共生的單細(xì)胞海藻的離開,從而使珊瑚失去生命力,變成白色,這一過(guò)程就是“珊瑚白化”現(xiàn)象,澳大利亞海域出現(xiàn)的“珊瑚白化”現(xiàn)象就是全球變暖所致。
科學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)就是要弄清珊瑚和單細(xì)胞藻類之間的“化學(xué)對(duì)話”和控制它的機(jī)理,探究珊瑚脫離了原來(lái)的共生體后,是否能夠和另外一種藻類共生,或者將不可避免地死去。
耶洛利斯教授和比爾·萊蓋特博士將于近期在《植物細(xì)胞和環(huán)境》雜志發(fā)表一篇關(guān)于珊瑚共生新陳代謝現(xiàn)狀的最新文章。他們指出,珊瑚共生主要發(fā)生在清澈、干凈及營(yíng)養(yǎng)不足的水中,因?yàn)樗惺澄锵∩,所以珊瑚需要一個(gè)能夠給他們提供食物的搭檔。單細(xì)胞藻類通過(guò)消耗珊瑚所排泄出的二氧化碳和其他廢物,在陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用,將海水化成氧氣和碳水化合物,為珊瑚提供食糧。這就是一個(gè)很漂亮的再循環(huán)過(guò)程。
珊瑚能為藻類提供飲食,同時(shí)也確保藻類能為它們提供所需的食物。為此,耶洛利斯教授打了個(gè)比方,“如同人類種莊稼一樣,珊瑚也在種藻類!倍孱惥拖裆汉鞯膹N師,為其提供滿足生存所需要的食物。
目前,研究人員在努力了解珊瑚和與藻類之間共生的化學(xué)和遺傳原理,然后確定如果發(fā)生了白化現(xiàn)象,珊瑚能否再和其他的藻類建立類似的共生關(guān)系。換句話說(shuō),就是要弄明白珊瑚和藻類之間共生關(guān)系的生命力如何,是否能夠抵擋氣候變暖、海難、日照變化和其他一些人類活動(dòng)的影響。而終極目標(biāo)是要保證大堡礁等珊瑚礁能在應(yīng)對(duì)上述活動(dòng)的影響后存活下來(lái)。耶洛利斯教授表示,在地球歷史上有五次因?yàn)槿蜃兣秃Q笏峄纫鸬暮Q髼l件變化,而珊瑚的存活也經(jīng)受了嚴(yán)峻考驗(yàn)。
一些科學(xué)家已經(jīng)推測(cè),人類可以通過(guò)幫助珊瑚找到新的共生藻類,使珊瑚在“白化現(xiàn)象”后能夠存活下來(lái),但是耶洛利斯教授質(zhì)疑,“白化現(xiàn)象”影響的珊瑚礁分布數(shù)千平方公里,上述方法是否可行還有待商榷。(陳瑜)
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