严重飓风促进珊瑚礁海绵中幼鱼的涌入和基因流动

珊瑚礁海绵Aplysina cauliformis因其看起来黏糊糊的长枝而得名，它为海洋生物提供了重要的3D栖息地，并有助于稳定珊瑚礁的基础。然而，这些直立的分支海绵在风暴期间极易断裂，这增加了海绵的碎片化，并导致种群的克隆性和近亲繁殖

许多海绵可以在严重的损伤中存活下来，并经历频繁的碎裂，这被认为是无性繁殖的一种机制。虽然破碎化是绳索海绵常用的繁殖策略，但它们也可以通过产生幼虫进行性繁殖。它们如何以及是否在极端天气事件后重新定居，对珊瑚礁生态系统的恢复和复原至关重要

飓风Irma和Maria&mdash；两者都在2017年&mdash；两次快速连续的风暴为佛罗里达大西洋大学Harriet L.Wilkes荣誉学院和海港分校海洋研究所的研究人员以及维尔京群岛大学、密西西比大学和阿拉巴马大学的合作者提供了解决优先问题的独特机会；珊瑚礁海绵种群在严重飓风后的复原力

研究人员首次使用基因分析来评估这两次灾难性风暴后美属维尔京群岛海绵对基质的再殖民化，以了解风暴后珊瑚礁上发生的克隆性与性招募的比例。到目前为止，风暴影响的研究主要集中在巩膜珊瑚或石珊瑚上

发表在《分子生态学》杂志上的这项研究结果表明，具有低远洋分散性的克隆海洋物种种群，如A.&thinsp；花椰菜可能受益于飓风频率和强度的增加，以保持基因多样性和对抗近亲繁殖，增强加勒比海绵群落对极端风暴事件的抵御能力

A；在飓风之前，花椰菜的种群是高度克隆的，但在飓风之后，它们转向了更大的有性繁殖以进行重新克隆，85%的有性繁殖主要是由于当地的幼虫招募。大风暴事件有利于海绵幼虫的繁殖，但没有增加遗传多样性

FAU Harriet L.Wilkes荣誉学院和海港分校的首席研究员兼生物学助理教授Andia Chaves Fonnegra博士说：“众所周知，暴露在中等或低风暴频率下的分支珊瑚种群主要是有性种群，而风暴频率最高的地点大多是克隆种群。”

“相比之下，我们的研究结果表明，在这些极端事件后，性来源的海绵幼虫比碎片/再生产生的克隆体更多地被招募，从而保持了遗传多样性。由于A.&thinsp；cauliformis海绵通过碎片和性繁殖进行无性繁殖，这些机制之间的相互作用可以最大限度地提高其传播效率和成功重新定殖栖息地的可能性。”

飓风后，在圣托马斯的所有采样点都检测到了幼虫招募（基因）和碎片（分株），这表明该物种有可能在不受现场地貌影响的情况下快速恢复种群

在所有地点，飓风前65.8%的成年海绵是基因，而飓风后85.1%的幼年海绵是基因。这表明A.&thinsp；飓风后的花椰菜主要是由于有性繁殖，基因在长达60米的距离内流动；在研究地点中检测到位于圣克罗伊岛和圣托马斯巴克岛之间的公里处

在这项研究中，水肺潜水员在圣托马斯发生两次五级飓风14个月和22个月后收集了薄紫色形态海绵的小样本。然后，研究人员使用基于称为2b RAD的统一片段测序的基因分型方法从海绵样本中提取基因组DNA。

这种新兴方法用于作图、群体遗传学、遗传作图和估计等位基因。飓风前（成人）和飓风后（成人和青少年）种群的遗传多样性如预期（He）和观察到的（Ho）杂合性与近亲繁殖系数（FIS）进行了估计和比较

Chaves Fonnegra说：“在短时间内，飓风等间歇性扰动会改变珊瑚礁底栖生物群落的结构和功能，并影响恢复时间。”。“然而，正如我们在研究中所证明的那样，风暴事件并不能平等地影响所有珊瑚礁物种，它可以通过为幼虫附着和繁殖创造开放的基质来促进多样性。”