珊瑚疾病,特别是在加勒比地区,导致珊瑚种群大幅下降,特别是影响鹿角(Acropora cervicornis)和埃尔克霍恩(A.palmata)珊瑚,这两种珊瑚在珊瑚礁生态系统中起着至关重要的作用
尽管人们努力鉴定导致白带病(WBD)和石珊瑚组织损失病(SCTLD)等疾病的病原体,但具体的病原体在很大程度上仍然未知。珊瑚恢复计划旨在恢复这些曾经丰富的珊瑚物种,但其有效性受到多种压力因素的威胁,包括疾病频率的增加和陆地活动径流造成的营养污染
迈阿密大学、美国国家海洋和大气管理局海洋和大气研究合作研究所(CIMAS)和大西洋海洋和气象实验室(AOML)的科学家最近进行的一项研究,对受威胁的鹿角珊瑚物种(颈角角顶孢)进行了研究,揭示了不同珊瑚基因型如何应对环境压力的重要见解
这项题为“佛罗里达州颈角单孢菌的基因型显示出对营养素升高或疾病的抵抗力,但不能同时抵抗两者”的研究发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上
研究结果表明,虽然一些珊瑚基因型对高营养水平或疾病表现出抗性,但没有一种同时对这两种压力源具有抗性
收集患病珊瑚用于制作疾病泥浆。图片来源:迈阿密大学Stephanie Rosales(左)和Ana Palacio(右)在鹿角珊瑚暴露于高营养物质期间评估鹿角珊瑚基因型。Image caption:迈阿密大学Diana Udel科学家们测试了南佛罗里达州珊瑚恢复中常用的10种基因型。珊瑚样本从不同的近海苗圃(珊瑚恢复基金会、佛罗里达鱼类和野生动物以及Rosenstiel的拯救珊瑚礁计划)收集,并运送到CIMAS实验珊瑚礁实验室,在那里它们暴露在两种营养条件下:正常(环境)或高铵水平约1.5个月
在此期间之后,每只珊瑚要么暴露于珊瑚病组织浆,要么暴露于健康组织浆(即安慰剂),从而形成四个治疗组:正常营养+安慰剂、正常营养+疾病、高营养+安慰剂和高营养+疾病
主要发现包括:
之前表现出抗病性的珊瑚基因型在本实验中不一定保持这种抗病性,这表明疾病易感性可能会因疾病原因、环境或感染途径而发生变化。以铵形式存在的溶解无机氮升高,即使在没有疾病的情况下,也会降低珊瑚的存活率,这突显了水质差是一个重大威胁。在正常条件下接触疾病时,四种基因型会完全死亡,而其他基因型则表现出不同程度的抵抗力。当两种压力因素结合时,所有基因型的死亡率都在30%至100%之间。一种实验性碎片,在暴露于疾病浆液后形成疾病损伤。图片来源:迈阿密大学Stephanie Rosales(左)和该研究的主要作者Ana Palacio(右)评估了患病珊瑚。来源:Diana Udel,迈阿密大学,从出现疾病迹象的片段中收集的组织样本。Image caption:迈阿密大学Diana Udel研究人员强调,迫切需要通过限制径流来改善水质,以支持珊瑚保护工作。由于珊瑚病爆发往往与污染相关的压力同时发生,减少营养污染对于提高珊瑚的复原力和增加恢复项目的成功至关重要
“如果水质问题得不到解决,佛罗里达州的野生和恢复的珊瑚群落将难以生存,”该研究的主要作者、CIMAS的研究科学家Ana Palacio说“我们的研究结果强调了选择能够抵御当地压力的珊瑚基因型的重要性,并在恢复工作之前确保改善水条件。”
珊瑚礁提供了基本的生态系统服务,包括海岸保护、海洋生物多样性以及渔业和旅游业的经济效益。这项研究强调了科学驱动的政策制定和保护战略对保护这些重要生态系统的重要性
More information: Ana M. Palacio-Castro et al. Genotypes of Acropora cervicornis in Florida show resistance to either elevated nutrients or disease, but not both in combination, PLOS One (2025). DOI: 10.1371/journal.pone.0320378. journals.plos.org/plosone/arti … journal.pone.0320378Journal information: PLoS ONE
Provided by Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science
2025-04-19
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