海洋脆弱的堡垒正在气候冲击下分崩离析

“伪珊瑚”，受影响最严重的物种之一

该研究首次描述了Myriapora truncata的微生物组特征，这种被称为“伪珊瑚”的物种是地中海广泛分布的栖息地构建者。研究同时分析了该物种及另一种被覆苔藓虫在未来环境条件下的响应。伪珊瑚形成三维结构为众多物种提供庇护所，其他苔藓虫甚至能构建类似珊瑚礁的系统——尽管珊瑚通常作为主要海洋栖息地建造者受到更多关注。

“尽管属于不同门类且全球分布广泛多样，这些海洋小型建筑师在环境变化响应研究中常被忽视，”该研究主要作者、ICM-CSIC研究员布兰卡·菲格罗拉解释道。她强调这项工作为更好理解苔藓虫如何应对海洋快速变化打开了新窗口。

研究员指出：“苔藓虫具有极其重要的生态作用”，尽管此前对其在海洋酸化和变暖双重压力下的响应知之甚少。她补充说明：“其微生物组几乎未被探索过。”

预测未来场景的天然实验室

研究团队利用了一座“天然实验室”：意大利伊斯基亚岛海底的火山性CO₂气泡可模拟本世纪末预期的海洋酸化环境。

“该区域为研究海洋物种在自然条件下如何响应酸化提供了独特机会，”文章通讯作者、安东·多恩动物研究所研究员努里亚·特伊希多解释道。

通过此方法，研究人员比较了暴露与非暴露于酸化条件下的两种苔藓虫群落的形态、骨骼矿物组成及微生物组。结果表明这两个物种展现出一定的适应能力：通过改变骨骼矿物组成增强抗性，并维持相对稳定的微生物组结构。

“然而我们观察到功能性微生物多样性丧失，涉及营养供给、防御或环境压力抵抗等关键过程的潜在菌属有所减少，”菲格罗拉陈述道。

这些微生物变化可能产生重要长期影响，因为微生物组对苔藓虫的健康和恢复力具有核心作用。“即使群落外表健康，微生物组变化仍可作为环境压力的早期生物指标，”进化生物学研究所（IBE, CSIC-UPF）研究员哈维尔·德尔坎波补充道。

变暖效应放大影响

在五年监测期内，该研究还考察了升温效应——气候变化的另一关键因素。

“所用模型表明两种压力源的叠加效应显著增强：被覆苔藓虫的覆盖率明显降低且死亡率升高。尽管物种表现出形态可塑性，这仍不足以抵消酸化和变暖的复合影响，”巴塞罗那大学研究员波尔·卡普德维拉表示。

研究团队采用建模和计算机断层扫描等先进技术首次获取了这些物种内部骨骼结构的三维图像。这些图像对科研及科普教育均具重要价值。团队正与视觉叙事工作室Cooked Illustrations合作，为公众及教育领域制作科学动画。

对海洋保护的启示

该发现对地中海海洋生态系统的管理和保护具有重要启示意义，尤其在气候变化背景下。苔藓虫等栖息地构建物种不仅自身脆弱，其消失更可能对依赖其庇护或食物的众多物种引发级联效应。

微生物组特征描述及潜在有益微生物的初步鉴定，为通过基于自然的解决方案增强共生单元（宿主及其关联微生物组）的恢复力开辟了新研究路径。

这项始于MedCalRes国家计划项目的研究，现正通过HOLOCHANGE巩固项目和MedAcidWarm国家计划持续推进，旨在深化对苔藓虫-微生物组相互作用的理解，以预测和缓解气候变化影响。

“问题的复杂性需要综合性分析，”菲格罗拉总结道。“本研究证明跨学科方法如何协助我们预判未来情景，并更有效地保护海洋生态系统。”