新的研究揭示了珊瑚礁分泌物质的显著化学多样性，并证明来自热带珊瑚和海藻的成千上万种不同化学物质可供微生物分解和利用。该研究最近由斯克里普斯海洋学研究所(SIO)和夏威夷大学马诺阿(HU)科学家领导的国际团队在《环境微生物学》上发表，为珊瑚礁、海洋微生物和碳循环之间复杂的关系提供了重要见解。
在动态生态系统中，尤其是在珊瑚礁生长的营养有限环境中，几乎没有什么会被浪费。当谈到分解、循环和转化其他生物所丢弃的物质时，微生物占主导地位。
“我们知道，珊瑚礁上分泌的一些物质，被称为外代谢物，是微生物代谢所需的，”夏威夷大学马诺阿海洋与地球科学技术学院的教授克雷格·纳尔逊表示。“然而，在本研究中，我们发现微生物觉得有用的外代谢物的数量和种类远高于之前的考虑，包括跨越大多数广泛化学分类的数百种化合物。”
“我们特别惊讶于发现，传统上认为微生物难以分解的化学家族中的外代谢物，例如苯环、萜类和类固醇，竟然能够被利用，”主要作者、夏威夷大学海洋生物研究所的博士后研究员扎卡里·昆兰表示，总之，“我们的结果描绘了生态系统生产生物可用底物的高度动态图景，以及它们对相关于沿海海洋环境碳循环的微生物代谢的影响。”
碳循环与礁石弹性
综合而言，海洋中所有溶解有机物，包括珊瑚礁分泌的化学物质，所含的碳量可与大气中的二氧化碳量相提并论。因此，研究作者指出，微生物如何利用这些有机物对全球碳循环的影响重大。
当珊瑚礁中栖息的生物类型发生变化，即石珊瑚与肉质海藻之间的变化，海水的化学组成也会发生改变。除了对珊瑚礁上分泌的化学物质进行了详细研究外，研究团队还进行了实验，以确定微生物是更喜欢使用石珊瑚还是海藻中的物质。
“我们观察到，珊瑚和藻类可以选择性地促进特定微生物群落的生长，通过分泌特定的化学物质来供特定类型的微生物使用，”该研究的高级作者和SIO副研究员琳达·韦格利·凯利表示。“我们的研究结果突出了从珊瑚主导到藻类主导的礁石生态系统功能变化，可能影响系统的弹性，使其更容易受到疾病或白化的影响。”
在未来，团队旨在继续发现化学特征如何为珊瑚礁管理提供信息，并用于推动珊瑚修复的成功。
