珊瑚生長模式並不隨機 或有幫助於修復珊瑚礁
巴爾米拉環礁國家野生動物保護區位於太平洋中部、夏威夷群島以南約1600公里處,極其適合珊瑚生長。
珊瑚礁紛繁複雜的顏色看起來似乎非常混亂,但一項新研究顯示,珊瑚的生長其實並不是隨機的。科學家對1580平方米的珊瑚礁進行了三維繪圖,發現珊瑚的生長也有規律的模式。一些物種會緊密靠在一起,而另一些物種則分布得較為稀疏。這種集群格局能保護珊瑚礁抵抗各種外界威脅,並為保護者提供了如何重建受損珊瑚礁的藍圖。
「令人驚奇的一點是,即使那些看起來很隨機的珊瑚其實也不是隨機生長,」研究共同作者、加州大學聖迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的海洋生態學家柯林頓·愛德華茲(Clinton Edwards)說,「存在著一個人類肉眼無法捕捉到的組織水平。」
為了解珊瑚的空間分布模式,愛德華茲和同事前往巴爾米拉環礁國家野生動物保護區(Palmyra Atoll National Wildlife Refuge)對珊瑚礁進行拍攝。該保護區位於太平洋中部、夏威夷群島以南約1600公里處,極其適合珊瑚生長。研究人員從多個角度拍攝了超過44000個珊瑚集群,並將這些圖片拼接起來,製成三維立體的圖像。
接下來,研究團隊分析了不同珊瑚物種在調查區域內散播的過程。他們統計了珊瑚礁不同地點的珊瑚數量,計算出隨機生長的情況下,會有多少珊瑚出現在一個給定的空間中。結果顯示,大部分區域的珊瑚數量都顯著高於或低於這一平均數,表明它們會擠在一塊,形成集群。
研究人員還採用計算機模型對珊瑚進行排列,發現集群模式與珊瑚在環礁上的分布最為吻合。我們可以用肉眼看到那些最為密集的區域,但另外一些集群的觀察則困難得多。愛德華茲說:「這看起來就像是霰彈槍打在牆壁上。」只有少數珊瑚物種的生長沒有呈現出明顯的模式,沒有一個物種是在礁體中平均分布的。
愛德華茲表示,珊瑚集群似乎是不同珊瑚生長和繁殖的方式所決定的。聚集得最為緊密的珊瑚往往是那些容易斷裂的物種,比如鹿角軸孔珊瑚。這類珊瑚斷裂時,碎塊會落在周圍,並長出新的珊瑚群。另一些珊瑚物種是通過將後代釋放到水體中,幼體經過浮游階段後才固著到底質上繼續生長。這些物種的集群的分布取決於其所能找到的合適棲息地,因此往往較為稀疏。在遭遇風暴或白化事件後,由於珊瑚蟲大量死亡,一些倖存的珊瑚會在騰出來的空間里迅速生長,在曾經由單一珊瑚主導的地點形成十分多樣的珊瑚集群。
珊瑚可能很樂於彼此靠近的生活。一個不同物種互相交錯的集群可以提供庇護,而且區域內的珊瑚越多,它們抵擋風浪的能力就越強,即在遭遇風暴時更不容易斷裂、損毀。珊瑚集群還能擾動流經的海水,使營養物質在珊瑚礁內分布得更加均勻。更多的鄰居也意味著更多的交配機會,有性繁殖的成功率也會更高。
在風暴或其他自然災難事件之後,如果保護者以集群形式進行移植,而不是把珊瑚幼體平均放置在珊瑚礁底質上,那珊瑚的成活率會更高。珊瑚修復中採用的物種往往比較容易碎裂;理論上,這些碎塊應該固著在另一塊珊瑚上,重新開始生長。如果珊瑚碎塊被孤零零地放置,那它們很快就會被水流沖走,很難再找到合適的地點重新固著下來。
在未來的研究中,研究團隊將追蹤成功形成集群的珊瑚如何隨時間的推移而變化。他們希望能找到指示珊瑚礁健康狀態的模式,使研究者能模仿這些模式來修復珊瑚礁和規劃海洋保護區。「珊瑚有點像水下世界的樹木,」愛德華茲說,「它們形成了水下森林,固定在那裡。因此對珊瑚來說,空間就是一切,它在景觀中的位置就是一切。」他們的研究結果發表在《珊瑚礁》(Coral Reefs)雜誌上。(任天)
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