上回我們說到,珊瑚礁的建築師們是一群可愛的珊瑚蟲們,它們在被稱為「海洋荒漠」的熱帶海洋中建造了龐大的珊瑚礁帝國。
要知道,帝國的建成絕非珊瑚蟲的「一蟲之力」可以做到的,其實珊瑚蟲得到了各方朋友的神助攻。
其中有一位朋友,十分擅長烹飪「能量大餐」,並且靠著這項技能幫珊瑚蟲解決了溫飽問題。這位寶藏朋友就是「蟲黃藻」。
珊瑚界最佳——蟲黃藻牌私人晚宴!有了它,人間很值得!
黃褐色小點點就是蟲黃藻,住在珊瑚體內
圖片來源:《珊瑚顏色基礎》
翰翰:莫非是我帶你去的那家?
Mask_Huang00:又一人吃獨食!
大部分珊瑚礁生態系統分布的地區被稱為「海洋荒漠」,和近岸海水比起來,這裡的海水中營養鹽含量少,能養活的浮遊植物和浮遊動物都比較少。因此,即使珊瑚蟲是攜帶刺細胞武器的獵手,但是僅僅通過捕食浮遊植物或者浮遊動物顯然是不足以填飽肚子的。填不飽肚子,就不能得到充足的能量供應,珊瑚蟲還怎麼繼續建造珊瑚礁帝國呢?別急,擅長烹飪「能量大餐」的蟲黃藻正前來支援!蟲黃藻Tips,來這裡劃重點噢~
Tip 1: 蟲黃藻是什麼?
蟲黃藻在生物學分類上屬於甲藻門,蟲黃藻科,是一種單細胞的海洋藻類。蟲黃藻的個體很小(直徑10微米左右),只有用顯微鏡才能看到。看,就是這些shi黃shi黃圓滾滾的小東西了。
顯微鏡下的蟲黃藻(來源:Todd C. LaJeunesse)
蟲黃藻Tips,來這裡劃重點噢~
Tip 2: 「單身」蟲黃藻與「共生」蟲黃藻
蟲黃藻在海水中自由生活的時候有兩條鞭毛,能夠藉助鞭毛運動。而與珊瑚蟲共同生活的蟲黃藻鞭毛脫落,不再自由運動,而是宅居在珊瑚蟲體內(內胚層)。
圈圈裡是蟲黃藻在珊瑚蟲體內生活的具體位置,科學家稱這裡為珊瑚蟲的「內胚層」
(來源:Alexis Wiktorowicz-conroy)
紅色的就是蟲黃藻
圖片來源:史瓦茲摩爾學院Duke Yin
蟲黃藻具有光合色素,能夠像我們熟知的陸地植物一樣進行光合作用,併合成光合產物。這些光合產物含有大量的葡萄糖和油脂,是生命活動的「燃油」,能為生命體提供大量的能量。除了滿足自身的生長需求,蟲黃藻還會大方地將90%以上的光合產物分享給珊瑚蟲,這些來自蟲黃藻的支援能夠滿足珊瑚蟲50-100%的能量需求。吃了蟲黃藻的「能量大餐」,珊瑚蟲就能在「海洋荒漠」中生長、繁殖,並充滿幹勁兒地建設珊瑚礁帝國了。作為回報,珊瑚蟲不僅讓蟲黃藻居住在自己身體內,給它們提供良好的生存環境,而且向它們輸送代謝產生的二氧化碳、無機氮、胺基酸和甘油等物質,這些物質能夠幫助蟲黃藻的生長,並促進它們的光合作用。另外,珊瑚蟲還會合成螢光色素蛋白用於吸收紫外線,從而為體內的蟲黃藻創造一層「黑膠遮陽傘」,保護蟲黃藻不被曬傷。螢光色素蛋白在日常光線下不一定可見,不過在紫外燈照射下它們呈現出鮮豔的顏色(來源:Salwater Guy)
可見,珊瑚蟲和蟲黃藻之間是互幫互助的「共生」關係。依靠著彼此,珊瑚蟲和蟲黃藻共同走過了1.6億年慢長的進化旅程,並且成為了熱帶海洋中的生存王者。健康珊瑚體內有蟲黃藻共生,珊瑚顏色偏黃;
環境壓力下蟲黃藻和珊瑚分離,珊瑚顏色偏白
(來源:Great Barrier Reef Marine Park Authority)
這些環境變化的最終效應,就是珊瑚蟲不堪重負,選擇排出體內的蟲黃藻,或者蟲黃藻離開了珊瑚蟲,總之就是友誼的小船說翻就翻,雙方大難臨頭各自「飛」。如果環境脅迫一直持續的話,珊瑚的挽留也無濟於事了,蟲黃藻無論如何無法恢復與珊瑚的共生。失去了蟲黃藻「能量大餐」的補給,珊瑚蟲會由於營養不良而出現生命的衰竭,這時候的珊瑚就進入了我們熟稱的「白化」階段。白化的珊瑚失去了蟲黃藻的黃色,看上去是寂寞的蒼白色。失去了好朋友,珊瑚好像再也不能快樂了。如果白化狀態一直持續得不到緩解,珊瑚的最終命運就是死亡。當大量的珊瑚死亡時,珊瑚礁帝國失去了自己的主人,其他珊瑚礁生物也紛紛離開,最終將成為一座沒有生命的「海底鬼城」。參考資料:
[1] Todd C. LaJeunesse. https://news.psu.edu/photo/318035/2014/06/10/symbiodinium-fitti[2] Alexis Wiktorowicz-conroy. https://algaeresearchsupply.com/pages/how-do-coral-get-their-zooxanthellae[3] James Gilmour / Australian Institute of Marine Science. https://www.aims.gov.au/docs/research/climate-change/coral-bleaching/bleaching-events.html[4] Muller-Parker G, D』Elia CF, Cook CB. Interactions between corals and their symbiotic algae [M] // Birkeland C. Coral reefs in the anthropocene. Dordrecht: Springer Netherlands, 2015:99-116.[5] Bollate E, D』Angelo C, Alderdice R, et al. Optical feedback loop involving dinoflagellate symbiont and scleractinian host drives colorful coral bleaching [J]. Current Biology, 2020, 30: 2433-2445.[6] Wiedenmann J, D』Angelo C, Smith EG, et al. Nutrient enrichment can increase the susceptibility of reef corals to bleaching [J]. Nature Climate Change, 2013, 3: 160-164.[7] Baker DM, Freeman CJ, Wong JCY, et al. Climate change promotes parasitism in a coral symbiosis [J]. The ISME Jornal, 2018, 12: 921-930.[8] Coral bleaching fact sheet. Great Barrier Reef Marine Park Authority. [9] Salwater Guy. Fluorescent Light and Coral Health. http://www.reefland.com/2013/03/28/fluorescent-light-and-coral-health/[10] Harry Baker. Colourful bleaching: solving a coral conundrum. https://marinemadness.blog/2020/05/28/colourful-bleaching-solving-a-coral-conundrum/