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珊瑚漂白之谜的线索-四季植物网

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珊瑚礁对海洋生物多样性以及它们为周围社区提供的经济和美学价值至关重要。不幸的是,近年来它们已经大幅下降,其中大部分是由于全球气候变化的影响。当为珊瑚提供养分所必需的共生藻类失去其识别的光合色素沉着及其进行光合作用或完全从珊瑚组织消失的能力时,会发生一种称为漂白的效应。如果没有这些藻类的健康人口,珊瑚就无法生存。由于漂白引起珊瑚礁死亡的环境条件受到了很多关注,但对漂白过程的精确细胞和分子机制几乎没有...

珊瑚礁对海洋生物多样性以及它们为周围社区提供的经济和美学价值至关重要。不幸的是,近年来它们已经大幅下降,其中大部分是由于全球气候变化的影响。当为珊瑚提供养分所必需的共生藻类失去其识别的光合色素沉着及其进行光合作用或完全从珊瑚组织消失的能力时,会发生一种称为漂白的效应。如果没有这些藻类的健康人口,珊瑚就无法生存。

由于漂白引起珊瑚礁死亡的环境条件受到了很多关注,但对漂白过程的精确细胞和分子机制几乎没有确定性。卡内基的亚瑟·格罗斯曼(Arthur Grossman)的最新研究质疑了在分子水平上如何发生漂白的流行理论。它发表在Current Biology上

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光合作用是植物,藻类和精选细菌将太阳的光能转化为化学能的过程,发生在称为叶绿体的细胞器中。从理论上讲,漂白的主要原因是由于热应力导致的叶绿体损伤,这导致在光合作用期间产生有毒的,高活性的氧分子。

Grossman和他的团队由Carnegie的Dimitri Tolleter领导,并与斯坦福大学的John Pringle和Steve Palumbi合作,证明如果藻类在光线下关闭时在黑暗中受到热应激,漂白仍然会发生。这是令人惊讶的,因为它意味着在光照期间光合作用反应期间在热损坏的叶绿体中形成的有毒氧分子可能不是导致漂白的主要元凶。

因此,必须存在其他尚未探索的漂白机制。这项工作表明存在与珊瑚褪色相关的潜在新机制。机械地理解漂白对于制定减轻或消除珊瑚衰退问题的策略至关重要。

在高温下黑暗中珊瑚褪色的过程 - 也许也是对其他胁迫条件的反应 - 可能是珊瑚的潜在优势。

格罗斯曼解释说:“我们正在探索的一种理论是,在热应激条件下,珊瑚在夜间喷射藻类共生体,以避免白天光合作用衍生的有毒氧分子的产生和积累。如果这些分子积累,它们将威胁藻类及其寄主的生存能力。“

该团队的研究还表明,某些保护珊瑚礁的策略,例如将珊瑚遮挡在高光下,可能无法阻止高温引发的漂白(因为漂白仍会在黑暗中发生)。显然,需要更彻底的分子分析来确定漂白过程的各种分子原因。

此外,Grossman和Tolleter的工作揭示了一些关键细节,例如珊瑚受到压力时光合机构特定部分的细分。可以监测这一过程,并可能用于评估珊瑚礁的健康状况以及漂白和死亡的风险。

 

图片说明: Dwayne Meadows拍摄的珊瑚礁照片由NOAA / NMFS / OPR


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