蟹的行为表明,伤口护理可能提高珊瑚对热浪的耐受性。
对于某些脆弱的珊瑚来说,帮助在于蟹的爪子。研究者在生物科学学报中报道,发现一种分枝珊瑚在经历热应激和受伤时,从栖息在礁中的蟹中受益。这一发现支持了积极物种相互作用可以为珊瑚礁抵御多种环境威胁的观点。
珊瑚是生态学家所称的“基础物种”,意味着它们对栖息地和食物网至关重要。了解生态因素如何保护珊瑚礁免受伤害可以为保护和恢复工作提供信息。
“像珊瑚这样的基础物种为生态系统创造了基础:它们形成其他物种用作栖息的结构,它们改变局部环境,并为其他生物提供食物。了解这些物种如何应对压力可以帮助我们设计更好的策略来保护它们——进而保护依赖于它们的其他物种——在全球变化的时代,”首席作者朱莉安娜·伦齐说,她在杜克大学海洋实验室进行此项研究,该实验室属于尼古拉斯环境学院。
伦齐特别感兴趣于互惠关系,这是有助于双方的一种物种关系。许多研究探讨了积极物种相互作用如何减少单一环境压力源的影响,例如海洋温度升高。然而,作者指出,很少有研究探讨这些有益关系如何抵消多种同时存在的压力。
在他们的研究中,伦齐和同事在澳大利亚大堡礁的指定研究区域收集了分枝珊瑚(Acropora aspera)的样本,时间正值热浪期间。他们将珊瑚样本放置在供海水的水箱中,并将其暴露于一个或多个处理,包括物理伤口、有害藻类和澳大利亚甲壳类动物(Cyclodius ungulatus)或蹄爪礁蟹。对于每种处理,他们在一个月内测量了珊瑚组织的损失,以此作为珊瑚健康的代用指标。
研究小组发现,高水温似乎触发了珊瑚样本的组织损失。然而,组织损失的程度因实验处理而异。例如,与没有藻类的处理相比,藻类的存在将显著组织损失的概率提高了六倍。相反,和蟹同住的水箱中,主要组织损失的风险比没有蟹的处理降低了60%以上。
令人惊讶的是,蟹似乎对受伤的珊瑚尤其有利,受伤珊瑚的组织损失少于暴露于蟹的未受伤珊瑚或没有蟹的受伤珊瑚。此外,在蟹存在的情况下,珊瑚伤口几乎不再扩展,但在没有蟹的情况下,伤口在某些情况下似乎会扩大。
为了更好地理解蟹和珊瑚之间的关系,研究人员进行了关于蟹行为的额外实验。实验室研究表明,蟹避开活的珊瑚组织,而是在最近有组织损失的区域觅食。在礁上,研究小组观察到,受伤的珊瑚比未受伤的珊瑚失去藻类斑块的速度更快。这一发现表明,蟹和其他生物可能通过去除藻类来修剪它们的栖息地。
但蟹为何会被珊瑚伤口吸引?作者提出,也许是被珊瑚受伤时释放的营养丰富的黏液吸引。
“珊瑚可能相对频繁地经历小伤口,例如本研究中使用的那些,来自鱼类咬伤和物理磨损。这些伤口可能并不是特别有害,但可能足以释放这种黏液并吸引与珊瑚相关的生物,比如C. ungulatus,”伦齐说,她目前在加利福尼亚大学圣巴巴拉分校攻读博士学位。
研究团队的发现支持了一种生态学概念,即像互惠关系这样的积极物种相互作用在环境压力下可能尤为重要,并可能有助于某些物种对压力源的抵御能力。
“这项工作挑战了关于珊瑚的范式,”杜克大学尼古拉斯学院的海洋保护生物学杰出教授布莱恩·西利曼说,他在伦齐的硕士工作中给予了指导。“通常认为,珊瑚承受热应激的温度是先天的和不灵活的。但这项工作显示,复杂的生物伙伴关系大大增强了珊瑚抵抗热应激的能力。蟹并不会直接影响热耐受性——相反,它们似乎通过清理珊瑚伤口来消除伤害带来的压力。”
这些结果对于珊瑚礁恢复策略也有启示。例如,将互惠性蟹添加到新的珊瑚群落中,可能会在移植相关的疾病中最小化组织损失。
“我们经常认为世界是‘弱肉强食’的,并假设生物体不断相互竞争以求生存,”伦齐说。“但在这样的情况下,积极的物种相互作用可能对生存非常重要。从进化的角度来看,关注自身的同时也意味着关注其他物种。”
资金: JJR得到了国家科学基金会研究生研究奖学金、杜克大学和罗德数据探险基金的资助。LCG获得了国家科学基金会研究生研究奖学金的支持。BRS得到了杜克大学RESTORE和卡罗莱纳基金会的支持。