1. 生态学
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生态系统恢复:珊瑚礁的未来地图

  1. 线K湾 是通讯作者
  2. 艾米丽J豪厄尔斯 是通讯作者
  1. 珊瑚礁恢复,恢复和适应,澳大利亚海洋科学研究所,澳大利亚
  2. 澳大利亚南十字星大学国家海洋科学中心
洞察力
引用这篇文章金沙官网注册网址为:eLife 2021; 10: e72978 内政部:10.7554 / eLife.72978

摘要

珊瑚适应全球变暖的能力可能涉及影响其作为珊瑚礁基础物种成功的各种特性之间的权衡。

主要内容

长期以来,气候变化一直被认为是对珊瑚礁最严重的威胁,热导致的白化是全球活珊瑚总面积和多样性减少的主要原因。珊瑚礁的未来取决于多种因素,例如加强努力减少全球变暖、继续采取地方管理行动以支持珊瑚的健康,以及种群和物种都能适应气候变化(安东尼等人,2020年Donovan等人,2021年Knowlton等人,2021年).然而,我们对珊瑚的适应能力的认识相对较差,这限制了我们管理和保护现有珊瑚礁的能力。

现在,在eLife,斯坦福大学霍普金斯海洋站和帕劳国际珊瑚礁中心的Steven Palumbi及其同事——包括第一作者Brendan Cornwell——报告了一个关键珊瑚物种耐热性的新结果,疣雅辛托斯,位于西太平洋的帕劳群岛(康威尔等人,2021年).研究人员使用快速热应激试验来评估答:风信子研究珊瑚白化,并绘制群岛37个珊瑚礁的221个群落的耐热性空间地图。

好消息是,在帕劳群岛的所有标志性物种中都能找到个体耐热珊瑚,在温暖的珊瑚礁微栖息地中最丰富。这表明,对当地温度的生理适应可以在短距离内发生(即,到珊瑚礁内较温暖的栖息地)。这很重要,因为这些珊瑚可以自然地重新播种受损的珊瑚礁,并传播可能有利于适应的基因变异。

珊瑚与各种各样的微生物共生,甲藻藻类对珊瑚生长和耐热性的影响已被充分证明(《狡猾与贝克》,2013年).Cornwell等人发现,共生体较少的珊瑚比共生体负荷较高的珊瑚漂白得更少,但这些珊瑚的生长速度也更低。虽然耐热性显然是热漂白存活的关键,但快速生长和繁殖的能力也影响到珊瑚礁的恢复(Ortiz等人,2018年)。需要进一步的工作,以更好地了解这些权衡及其详细原因。一系列高分辨率分析工具——如功能基因组学、代谢组学和蛋白质组学——将帮助我们了解共生藻类(在属、种和种群水平上)如何促进珊瑚的适应性。

这些权衡的进化结果将取决于它们的遗传基础。珊瑚的特性,如耐热性和生长,很可能受到珊瑚和共生体基因组中的许多基因的影响,其中每一个基因可能只对自己有很小的影响(富勒等人,2020年).然而,这些基因和特征之间的相互作用可能会影响珊瑚适应变化的速度。例如,如果耐热性和生长率之间的遗传相关性是正的,对变暖的适应可能比预期发生得更快,因为对任何一种性状的选择都对两者有加强作用(Wright等人,2019年).采用不同技术的组合-例如高通量表型、珊瑚和共生体的基因组分析和选择性育种-应该揭示珊瑚适应气候变化的能力的新见解(康威尔等人,2021年富勒等人,2020年Howells等人,2021年).

珊瑚礁是世界自然奇观,其壮观的美景和生物多样性给数百万人带来了巨大的社会、文化和经济价值。但是,如果不采取行动阻止珊瑚礁的衰落,并找到在地方和全球层面支持提高热恢复能力的方法,珊瑚礁可能很快就会消失(Knowlton等人,2021年).据认为,珊瑚礁种群中栖息着能够耐受高温(和其他应激源,如海洋酸化)的个体珊瑚这意味着了解耐热珊瑚在整个珊瑚礁系统中的分布情况——以及了解耐热性与生长或繁殖之间存在的任何权衡——可以为新的管理方法提供信息,如movin对受到威胁的珊瑚礁具有耐热性的珊瑚(图1van Oppen等人,2015年).

管理珊瑚礁对气候变化的反应。

目前对耐温珊瑚分布和丰度的认识(一个)可用于支持自然适应(B)和辅助适应(C).在这个示意图中,同样的三个珊瑚礁(用一个矩形框表示)存在于从冷(蓝色)到暖(红色)的温度梯度中。每个珊瑚礁包含六个珊瑚群(圈);每个菌落的耐热性可以是高(红色)、中(粉红色)或低(蓝色)。在现在的情况下(一个),温度较高的珊瑚礁比温度较低的珊瑚礁含有更多耐高温的珊瑚,这是由于本地的适应和其他机制。在未来变暖的情况下(B)海洋保护区可以保护通过自然选择进化并通过扩散扩散的珊瑚资源。协助这些进程(C)的管理措施,如选择性繁殖和迁移,已被建议加快一些珊瑚礁的适应率。

为了管理珊瑚礁对气候变化的反应,需要更好地理解珊瑚适应背后的科学,并适当考虑文化、社会和经济价值。

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作者详细信息

  1. 线K湾

    线K湾珊瑚礁恢复,恢复和适应,澳大利亚海洋科学研究所,汤斯维尔,澳大利亚

    为对应
    l.bay@aims.gov.au
    相互竞争的利益
    没有宣布相互竞争的利益
    ORCID图标 “此ORCID iD标识本文的作者:”金沙官网注册网址0000-0002-9760-2977
  2. 艾米丽J豪厄尔斯

    艾米丽J豪厄尔斯澳大利亚科夫斯港南十字大学国家海洋科学中心

    为对应
    emily.howells@scu.edu.au
    相互竞争的利益
    没有宣布相互竞争的利益
    ORCID图标 “此ORCID iD标识本文的作者:”金沙官网注册网址0000-0001-7732-2372

出版的历史

  1. 已发布记录的版本:2021年9月22日(版本1)

版权

©2021年,海湾和豪厄尔斯

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