当珊瑚遇到藻类时:对珊瑚礁生存至关重要的共生关系可以追溯到三叠纪

根据一项新的研究,藻类与现代珊瑚之间的互利关系 – 为藻类提供栖息地,为珊瑚礁提供颜色,并为生物提供营养物质 – 开始于2.1亿多年前。在可追溯到三叠纪晚期的化石珊瑚标本(如图)中发现了共生的证据。今天的珊瑚礁受到海水温度升高的威胁,导致珊瑚在珊瑚褪色过程中驱逐藻类。图片来源:波兰科学院的Jaroslaw Stolarski
    根据包括研究人员在内的国际科学家团队的一项新研究,藻类和现代珊瑚之间的互利关系 – 为藻类提供栖息地,为珊瑚礁提供颜色并为生物提供养分 – 始于2.1亿多年前。普林斯顿大学。
                                
                                       
         
        
        
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      在全球大规模珊瑚礁扩张期间出现的这种共生关系表明,藻类和珊瑚的相互连接对珊瑚礁的健康至关重要,珊瑚礁为大约四分之一的海洋生物提供栖息地。珊瑚礁受到海洋变暖趋势的威胁,这种趋势导致珊瑚驱逐藻类变白,这一过程称为珊瑚褪色。
该研究发表在“科学进展”杂志上,发现了有力的证据表明这种珊瑚 – 藻类关系可以追溯到距离三叠纪晚期超过2.1亿年的化石珊瑚骨骼,这是第一批恐龙出现,地球大陆是单一的陆地被称为Pangea。虽然共生被认为对今天的珊瑚礁的成功很重要,但古代珊瑚的情况却不太清楚。
重要的是要知道共生进化的时间有多远,因为它可以让人们深入了解共生关系对珊瑚礁健康的重要性,Princetons Dusenbury地质和地球物理科学教授,普林斯顿环境研究所成员Daniel Sigman说。似乎共生的起源对应于一般珊瑚礁的崛起。
除了确认共生可以追溯到三叠纪之外,该研究还发现珊瑚居住在营养贫乏的海洋环境中 – 与今天的亚热带水域不同 – 藻类 – 珊瑚共生在推动珊瑚礁发育方面发挥了重要作用。
波兰科学院古生物学研究所生物地质学教授雅罗斯瓦夫·斯托尔斯基说,与藻类共生的开始对珊瑚来说是非常有利可图的。它使它们能够在营养贫乏的水域中生存,同时生长和扩大。

    
                    
                
            
            
        
        尽管珊瑚营养不良的海洋环境迅速扩张,珊瑚和藻类之间的互利关系也出现了,这表明共生对珊瑚礁的健康至关重要。现代珊瑚组织样本中的棕色圆点(左)表示通过光合作用产生养分的藻类传递给珊瑚。共生珊瑚表现出与日光可用性相对应的带状生长模式(右边,用红色箭头表示)。图片来源:波兰科学院的Jaroslaw Stolarski和国家自然历史博物馆的Isabelle Domart-Coulon
    属于被称为甲藻(dinoflagellates)的群体的藻类生活在珊瑚组织内。藻类利用光合作用产生营养,其中许多传递给珊瑚细胞。珊瑚反过来以铵的形式排放废物,藻类作为营养物质消耗。
                                        
        
        
        
        
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这种关系使养分在珊瑚中循环而不是在洋流中漂移,并且可以大大增加珊瑚的食物供应。共生还有助于建造珊瑚礁 – 珊瑚可以沉积藻类,沉积碳酸钙,形成珊瑚礁的坚硬骨架,比非共生珊瑚快10倍。
找出共生开始的时间很困难,因为甲藻没有硬化或骨化部分化石化。相反,研究人员在珊瑚化石中寻找三种类型的特征,这些特征表明过去存在的藻类:化石微观结构,不同类型的碳和氧的水平,以及两种形式的氮的水平。
杉杉

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