科学家正在研究珊瑚神秘的繁殖生活

一个新模型揭示了影响珊瑚繁殖的因素。
coral polyps before spawning
鹿角珊瑚产卵前。©2024 Maruyama Lab

珊瑚的神秘繁殖生活是海洋科学中众多经久不散的谜团之一。它们既可以有性繁殖,也可以无性繁殖,而且通常一年只繁殖一次。现在,日本的一个科学家团队利用几年的水族馆数据,建立了一个模型来理解珊瑚产卵的因素。这些发现发表在5月28日《英国皇家学会开放科学》期刊上。

珊瑚礁为众多海洋生物提供了重要的栖息地和生态系统,并能帮助保护海岸线免受风暴侵袭。虽然它们有时看起来像树木,但它们实际上是微小海葵的群体,聚集在一起形成坚固的礁石。因为它们不是植物,所以不使用种子繁殖。相反,它们可以像其他动物一样使用卵子和精子。根据NOAA的数据,大多数珊瑚是广布性产卵者,将大量的卵子和精子释放到水中。其中一些卵子和精子最终会结合形成名为浮浪幼体的自由漂浮幼体。珊瑚会产生数万亿个微小的幼体,这些幼体可以传播高达62英里,然后附着在海底。尽管幼体数量庞大,但珊瑚通常每年只有一次繁殖机会。

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“珊瑚集体产卵,即珊瑚在满月后的几天内同步释放卵子和精子,是世界上最壮观的繁殖事件之一,”该研究的合著者、东京大学生物学家 Shinichiro Maruyama 在一份声明中表示。“然而,尽管进行了数十年的研究,同步产卵的环境驱动因素仍不清楚。”

虽然研究野外珊瑚产卵是可能的,但可能成本高昂且困难。根据Maruyama 和团队的说法,在夜间和恶劣天气下进行研究可能成本高昂、不切实际且危险。

“珊瑚产卵数据非常稀疏,通常一年只发生一次,”Maruyama 说。“将如此稀疏的数据输入到一个能够解释产卵总体模式的模型中是不可能的,但我们终于找到了一个有效的方法。”

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产卵后的鹿角珊瑚。图片来源:©2024 Maruyama Lab

在这项研究中,该团队使用了冲绳美丽海水族馆记录的关于鹿角珊瑚属(Acropora)15年的珊瑚产卵记录。大约有180种造礁性鹿角珊瑚,它们常见于太平洋和加勒比海。

在分析数据后,该团队发现,珊瑚利用包括风速和降雨在内的多种环境因素来调整其产卵时间。然后,它们将这些数据同步化,以达到高峰期。水温似乎也是决定珊瑚年度产卵机会窗口的主要触发因素。

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根据该团队的说法,该模型的一些潜在应用包括更精确地预测珊瑚产卵时间,以及评估可能影响珊瑚繁殖的环境变化。

这项研究还可以带来更准确的珊瑚产卵预测,并对可能影响珊瑚繁殖的环境变化进行更强的评估。尽管该研究使用的是水族馆数据,而非野外珊瑚的信息,但该团队认为可以将其作为基础,更好地理解这一过程在自然界中的发生方式。

“在这里,我们分析了过去的数据来构建一个适合这些数据的模型,”Maruyama 说。“接下来,我们计划建立一个数学模型来预测未来自然界的产卵事件。”

这类数据可能有助于珊瑚保护,因为北半球正面临由于气候变化而又一个创纪录高温的夏天。世界上的珊瑚仍处于围困之中,了解它们的繁殖方式可能有助于在我们的海洋持续变暖时保护它们

 

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