

珊瑚生物学家 Pim Bongaerts 和他的两位同事,在好奇的银鳍鲨鱼的陪伴下,潜入深邃的蓝色海水,探索了前所未有的海域。他们手持锤子和凿子,在大堡礁采集珊瑚样本。团队花了数天时间在海上航行,前往位于珊瑚海西部、名为“环礁”的偏远孤立地区,潜至约130英尺(约40米)深处,采集能揭示珊瑚礁中先前隐藏的多样性的物种。
通过 DNA 测序,Bongaerts 和他的同事们发现,长期以来被认为是单一物种的普遍存在的 Pachyseris speciosa,俗称“蛇形珊瑚”,实际上是四个在数百万年前进化而来的、在生态上不同的独立谱系。这些考察任务是印度洋-太平洋地区一项耗时数年、规模宏大的珊瑚多样性研究项目的一部分,对珊瑚保护工作具有重要意义。他们将研究成果发表在《Current Biology》杂志上。
尽管在视觉上,这些珊瑚即使在显微镜下也无法区分,但它们在基因上是不同的,这种现象被称为“隐存多样性”。它们在不同的水深下生长,繁殖时间不同,并且不像珊瑚通常那样进行杂交。
詹姆斯·库克大学的生物信息学家、该研究的合著者 Ira Cooke 说:“可能存在这种完全对我们不可见的多样性。人们通常会假设,如果它是不可见的,那就是不重要的。但我们在本文中证明了事实并非如此。它们具有不同的生态特性。”
该团队在澳大利亚、日本和以色列的深海和浅海潜水过程中采集了珊瑚样本,并得到了遥控水下航行器(ROV)的协助,这些航行器 painstaking 地从澳大利亚安全规定禁止潜水员到达的深度采集珊瑚。
加州科学院的 Bongaerts 说:“我们经历了数周甚至数月的潜水探险,机器人卡在深处,我们想办法把它弄出来。”

更好地了解珊瑚多样性对于理解珊瑚礁如何受到全球性挑战(如海洋变暖和酸化)以及更局部的问题(如过度捕捞和营养物质径流)的影响至关重要。自1995年以来,大堡礁因大规模的白化事件损失了一半以上的珊瑚种群,而研究人员估计,未来20年内,多达90%的世界珊瑚礁可能会消失。
例如,人们发现不同谱系的珊瑚在礁石的不同深度处繁衍生息,这挑战了深水可以作为气候变化影响的避难所的现有理论。但生物多样性更丰富的珊瑚礁可能意味着对疾病和其他干扰的更强抵抗力。
Bongaerts 表示:“我们实际上没有手段来描述生物多样性如何响应这些压力而变化,这是一个巨大的问题。这是一个我们必须尽快解决的问题,否则我们将不知道过去十年里我们失去了什么。”
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Bongaerts 希望这项研究能够鼓励科学家们扩大现有的珊瑚分类系统,将基因学整合到这些物种的鉴定和分类框架中。
然而,需要巧妙的技术创新才能使这些鉴定目标能够规模化应用于整个生态系统,因为目前要对单个珊瑚礁上存在的数千种珊瑚进行基因测序并不现实。由于珊瑚线粒体 DNA 演化速度极慢,物种之间的差异太小,无法提供太多诊断信息。这意味着科学家无法使用 DNA 条形码等高效鉴定技术,在这种技术中,单个基因区域会被扩增以鉴定物种。
开发能够支持更大规模项目的方法,对于进一步研究以及这些美丽而至关重要的自然栖息地的未来至关重要。
Cooke 说:“我们需要警惕低估我们的损失。如果我们想对任何物种采取保护行动,我们必须确保我们对其种群有非常深入的遗传学了解。因为我们知道这种分化、这种隐存的物种形成是可以存在的。如果我们没有进行考察,我们可能会错过一些对指导我们工作非常重要的东西。”