科學(xué)家破解深海珊瑚發(fā)光之謎

　　本報訊 研究人員已經(jīng)找到了深海珊瑚發(fā)出奇異光芒的原因——幫助它們的藻類進(jìn)行光合作用。

　　科學(xué)家早就知道，在淺水中，這種生物體會發(fā)出綠光，而這是通過將熒光蛋白質(zhì)作為一種“防曬霜”所形成的。這些蛋白質(zhì)能夠吸收有害的紫外線并重新釋放出綠光，同時保護(hù)與它們共生的藻類——這些藻類通過光合作用提供了珊瑚生長所需的大部分能量。

　　2015年，一個由英國南安普敦大學(xué)Jorg Wiedenmann領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，棲息在海洋深處的珊瑚也會發(fā)出熒光，這一次是一些鮮艷的黃色、橙色和紅色光線的集合。其中一些生物生活在水下165米的深處，只有很少的陽光能夠照射到這里，并且大部分光線位于光譜的藍(lán)色區(qū)域。因此，研究人員懷疑這些珊瑚發(fā)光可能另有原因。

　　現(xiàn)在，Wiedenmann認(rèn)為他的團(tuán)隊已經(jīng)找到了答案——深海珊瑚利用一種熒光蛋白最大限度地制造少量光線以供棲息在這里的藻類進(jìn)行光合作用。換句話說，深海珊瑚和它們的淺海親戚出于相反的原因而發(fā)出了熒光。

　　研究表明，藍(lán)光對于光合作用更有用，但紅光更能穿透到珊瑚的組織中。因此，珊瑚使用一種紅色的熒光蛋白將藍(lán)光轉(zhuǎn)換成橘紅色光的波長。這就意味著此類光線能夠接觸到更多的生物體共生藻類，從而幫助珊瑚通過光合作用生成盡可能多的養(yǎng)分以供生存。科學(xué)家的這一研究成果日前發(fā)表在英國《皇家學(xué)會學(xué)報B》上。

　　Wiedenmann指出：“為了對自身至關(guān)重要的光合作用伙伴的利益，珊瑚需要特殊的功能來調(diào)節(jié)這些低光照度的生活。”他說，這一發(fā)現(xiàn)“顯示了珊瑚和它們的海藻伴侶之間的共生關(guān)系是多么的復(fù)雜”。

　　當(dāng)前，由于海水溫度上升引發(fā)的一系列白化事件，研究人員非常擔(dān)心全球珊瑚的命運(yùn)。一些海洋科學(xué)家認(rèn)為，壓力下的淺水珊瑚可以適應(yīng)并在更深的水域中尋求庇護(hù)。

　　然而Wiedenmann認(rèn)為，這項研究表明，淺水珊瑚表達(dá)的蛋白質(zhì)色素與其深水親戚所表達(dá)的蛋白質(zhì)在“生物化學(xué)和光學(xué)上是不同的”。“它們當(dāng)中沒有多少珊瑚有能力逃到更深的水域。”Wiedenmann說，“我們需要確保淺水里的珊瑚能夠適合那里的環(huán)境。”

　　研究表明，當(dāng)溫度較高的海水導(dǎo)致珊瑚礁排出名為蟲黃藻的共生藻類時，白化現(xiàn)象便發(fā)生了。而蟲黃藻能夠利用光合作用產(chǎn)生自己及其寄主所需的養(yǎng)分。失去彩色藻類的珊瑚逐漸變?yōu)榘咨簿褪侨藗兯f的白化。一旦海水的溫度在幾天或幾周內(nèi)下降，這些共生藻類還會回來。然而如果白化現(xiàn)象持續(xù)下去，等待珊瑚礁的便只有死亡。

       研究人員預(yù)測，如果二氧化碳排放量繼續(xù)上升，白化事件的間隔將越來越短。然而即使二氧化碳排放受到限制，珊瑚礁仍將面臨來自氣候變化的挑戰(zhàn)。《巴黎協(xié)定》設(shè)定的目標(biāo)是將全球平均增溫水平控制在不高于工業(yè)化前水平2攝氏度的范圍內(nèi)，同時呼吁努力將升溫控制在1.5攝氏度范圍內(nèi)。之前的研究表明，任何增溫大于1.5攝氏度的情況都有可能導(dǎo)致絕大多數(shù)珊瑚礁的嚴(yán)重退化。不過，限制大氣溫度的上升至少會留給珊瑚礁一些時間去適應(yīng)。

　　目前全球正處于一個非同尋常的長期厄爾尼諾過程中，這種氣候現(xiàn)象能夠加熱赤道太平洋海域，進(jìn)而影響全球天氣。如今在全球變暖的驅(qū)動下，厄爾尼諾現(xiàn)象一直在促使全球的珊瑚礁進(jìn)入危險區(qū)域。

　　研究人員指出，目前在全球所有近海海域，珊瑚礁的健康水平每況愈下。之前的全球性研究已然表明，主要的珊瑚礁系統(tǒng)正在更加緩慢地鈣化，此舉旨在建立它們的石質(zhì)骨骼。其中一項研究顯示，澳大利亞沿岸大堡礁的生長速度在過去30年中下降了40%。（趙熙熙）

(責(zé)編：魏艷、趙竹青)