追捕长棘海星

正南海传来坏消息!西沙群岛附近的海底热带雨林——珊瑚礁遭遇"白色瘟疫",珊瑚虫被大量猎食,珊瑚礁露出白色骨骼,情况十分危急。快,让我们跟科学家去南海,追捕凶手,拯救珊瑚礁!作案现场对于珊瑚礁来说,"白色瘟疫"往往意味着环境恶化,寄生在珊瑚体内的虫黄藻离开或死亡。不过,南海的"白色瘟疫"却和虫黄藻无关,由另一种动物引起,它就是珊瑚杀手——长棘海星。     

珊瑚礁白化研究进展

珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻和（或）共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的生态现象。近年来,频繁发生的珊瑚礁白化导致了珊瑚礁生态系统严重退化,并已经影响到全球珊瑚礁生态系统的平衡,受到了人们的高度重视。研究认为：（1）大范围珊瑚礁白化主要是全球环境变化引起的,尤其是全球变暖和紫外辐射增强;（2）导致珊瑚礁白化的机制主要在于细胞机制和光抑制机制;（3）珊瑚礁白化后的恢复与白化程度有关,大范围白化的珊瑚礁完全恢复需要几年到几十年;（4）珊瑚礁白化的后果在于降低珊瑚繁殖能力、减缓珊瑚礁生长、改变礁栖生物的群落结构,导致大面积珊瑚死亡和改变珊瑚礁生态类型,如变为海藻型等;（5）与珊瑚共生的D系群虫黄藻更适应高温环境,珊瑚礁有可能通过D系群逐渐取代C系群的方式适应全球环境变化。     

卫星遥感珊瑚礁白化概述

珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻或者共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的现象,严重的白化可以带来珊瑚礁的死亡.国内外研究表明海水温度升高和珊瑚礁白化关系最为紧密.卫星遥感能够提供大范围、同步与连续的海洋数据,如海水表层温度和海色数据,从而能够及时监测和预测珊瑚礁的白化.基于AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer),NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration,US)开发了全球监测珊瑚礁白化的方法,热点(HotSpot)和周热度(DHW)两种主要指数.目前,我国珊瑚礁白化现象的监测和研究明显滞后于国际动态,迫切需要发展和利用卫星遥感的方法监测南海珊瑚礁白化状况.     

珊瑚共生体中“细菌-虫黄藻-宿主”三角关系的通讯交流

“细菌-虫黄藻-珊瑚”是生态系统中一对经典的三角关系,其中包含着复杂的物质流、信息流和能量流,三者的平衡与稳定是维护珊瑚礁生态系统健康的重要保障。过去20年里针对共生体交互关系进行了大量研究,并取得了一些重要成果,明确了“细菌-虫黄藻-宿主”三者之间的物质代谢、营养交换以及与环境的交互关系。然而,基于共生系统的复杂性,一些现象背后的机制仍然未被充分揭示,尤其是共生体之间的通讯交流。信号分子介导的相互作用是珊瑚共生体稳态维持和高效运转的内在驱动力。本文以珊瑚共生体系中化学信号为重点,尝试梳理最新的研究进展,包括细菌与细菌、细菌与珊瑚、细菌与虫黄藻以及虫黄藻与珊瑚之间的通讯方式,重点关注了群体感应信号(QS)、二甲基巯基丙酸盐(DMSP)、糖类信号、脂类信号以及非编码RNA。选择性例举了QS信号介导的微生物协作和竞争、DMSP调节下的细菌和宿主的相互作用,以及环境胁迫下珊瑚和虫黄藻对非编码RNA的响应过程,强调了它们在共生体中的作用模式和生态意义。并对今后的研究重点和可能方向进行了提炼,包括研究维度的扩充、新技术-新方法的应用以及生态模型的构建等,旨在提升对三角关系互作方式的认识,增进对珊瑚共生体的理解,探索基于通讯语言的操纵方式为珊瑚礁生态系统的恢复和保护提供新思路。     

造礁石珊瑚共生虫黄藻离体培养方法的优化

【目的】开发一种高效地从造礁石珊瑚中分离、培养共生虫黄藻的技术方法,为珊瑚共生虫黄藻藻种资源储备和生理功能研究积累基础。【方法】首先采用微孔滤网过滤法和密度梯度离心法从造礁石珊瑚组织中直接分离或富集共生虫黄藻细胞,然后用改良的L1培养基在96孔板上对所得细胞进行离体培养,最后进行单细胞分离、培养和(或)平板划线培养获得单克隆虫黄藻细胞系。对所得虫黄藻单克隆藻株进行聚合酶链式反应-限制性内切酶片段长度多态性(polymerase chainreaction-restrictionfragmentlengthpolymorphism,PCR-RFLP)分析,结合内转录间隔区2(internal transcribed spacer2,ITS2)和大亚基(large subunit,LSU)测序进行物种鉴定及系统发育分析。【结果】采用上述方法从涠洲岛的霜鹿角珊瑚(Acropora pruinose)和西沙群岛的丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)及柔枝鹿角珊瑚(Acropora tenuis)中分离、培养得到3个虫黄藻株系,编号分别为AP21C1、GF21D1和AT21A...     

鹿回头多孔鹿角珊瑚与丛生盔形珊瑚性腺组织学研究

造礁石珊瑚繁殖生物学是开展珊瑚有性修复技术的基础, 对珊瑚礁生态系统修复具有重要的指导意义。本研究选取三亚鹿回头多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)与丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)作为研究对象, 观察它们性腺特征, 明确多孔鹿角珊瑚与丛生盔形珊瑚有性繁殖类型。结果表明: (1) 多孔鹿角珊瑚是雌雄同体产卵型珊瑚, 丛生盔形珊瑚是假雌全异株产卵型珊瑚; (2) 多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的虫黄藻都由后天获取; (3)多孔鹿角珊瑚在其卵母细胞和精母细胞发育到Ⅳ时相后, 卵巢与精巢之间肠表皮消失, 并在随后的5 d 左右产卵; 丛生盔形珊瑚在其卵母细胞发育到Ⅲ时相后的20 d 左右产卵。本研究结果, 为三亚海域造礁石珊瑚繁殖生物学的深入研究提供基础数据支持。     

磷酸盐胁迫对造礁石珊瑚共生虫黄藻光合作用的影响

以佳丽鹿角珊瑚(Acropora pulchra)和多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)两种造礁石珊瑚为材料研究磷酸盐浓度对共生虫黄藻光合作用的影响.研究表明,佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)在对照组磷酸盐浓度下,共生虫黄藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm值处于稳定状态,在15μmol/L和30μmol/L磷酸盐浓度下,虫黄藻的Fv/Fm值很快受到抑制,分别经过2d和5d开始慢慢恢复,但是最终只能恢复到比对照组较低的水平.同时两种珊瑚的共生虫黄藻密度也有所降低,尤其佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)降低更加明显,15μmol/L和30μmol/L浓度下共生虫黄藻密度分别比对照组下降低5.59%和14.69%.因此, 佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)最大可以忍受30μmol/L的磷酸盐浓度,但是在30μmol/L浓度的耐受范围内,随着磷酸盐浓度的不断提高,珊瑚共生虫黄藻Fv/Fm值显著下降,珊瑚共生虫黄藻密度显著降低.     

不同发育阶段的黄癣蜂巢珊瑚共生虫黄藻多样性

【背景】黄癣蜂巢珊瑚是我国南海主要的造礁石珊瑚之一,但至今未见对其共生虫黄藻的相关研究报道。【目的】研究黄癣蜂巢珊瑚不同发育阶段的共生虫黄藻多样性,探讨其获取途径。【方法】用荧光显微镜观察黄癣蜂巢珊瑚卵子、浮浪幼虫以及珊瑚成体中的共生虫黄藻。基于ITS2序列的克隆文库技术分析珊瑚卵子、浮浪幼虫、成体中共生虫黄藻的多样性。【结果】荧光显微镜观察结果显示,黄癣蜂巢卵子及发育至第4天的浮浪幼虫中均无共生虫黄藻。没有在黄癣蜂巢珊瑚卵子及4 d浮浪幼虫中检测到虫黄藻ITS2序列,但是在黄癣蜂巢珊瑚成体中检测到共生虫黄藻序列,系统发育分析提示为C1型虫黄藻。【结论】成体黄癣蜂巢珊瑚中发现了共生虫黄藻,而卵子、浮浪幼虫阶段均未发现虫黄藻,提示黄癣蜂巢珊瑚中的虫黄藻可能是后期从海水中水平转移而来,而不是由母体垂直遗传的。     

海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

目前,大气CO2浓度的升高已导致海水pH值比工业革命前下降了约0.1,海水碳酸盐平衡体系随之变化,进而影响珊瑚礁生态系统的健康。近年来的研究表明海洋酸化导致造礁石珊瑚幼体补充和群落恢复更加困难,造礁石珊瑚和其它造礁生物(Reef-building organisms)钙化率降低甚至溶解,乃至影响珊瑚礁鱼类的生命活动。虽然海洋酸化对造礁石珊瑚光合作用的影响不显著,但珊瑚-虫黄藻共生体系会受到一定影响。建议选择典型海区进行长期系统监测,结合室内与原位模拟试验,从个体、种群、群落到系统不同层面,运用生理学和分子生物学技术,结合生态学研究手段,综合研究珊瑚的相应响应,以期深入认识海洋酸化对珊瑚礁生态系统健康(例如珊瑚白化)的影响及其效应。     

珊瑚礁的建造者

珊瑚礁是一种独特的海洋生态资源,对于调节和优化热带海洋环境具有重要意义。目前世界上的海洋被珊瑚礁覆盖的大约有200万平方公里,为全球1/4的海洋生物提供美好的家园。珊瑚礁的主要建造者是一群称为造礁石珊瑚的原始多细胞"后生动物"——珊瑚虫。现存大约有1300种,我国已记录的有174种。大部分造礁石珊瑚以群体方式生活在一起,借助     

珊瑚共生体碳代谢特征研究进展

珊瑚礁作为一种典型的海洋生态系统,具有巨大的固碳和储碳潜力。然而,目前对于珊瑚礁的净碳能力(碳释放与碳吸收)仍存在争议,主要归因于珊瑚共生体碳代谢的多样性和复杂性。珊瑚礁在生物钙化、呼吸过程中向大气释放二氧化碳(CO₂);但在生物合成和沉积过程中却可以将碳进行固定与埋藏;为此,珊瑚礁的碳源碳汇身份还有待明确。现有部分研究表明,共生体通过碳代谢可以促进珊瑚礁吸收大气中的CO₂。此外,珊瑚礁和海岸带蓝碳生态系统通常表现出很强的连通性,珊瑚共生体碳代谢能有效提高海岸带盐沼植被、海草床、海洋浮游植物等生物的碳汇功能。为了加深对珊瑚礁碳源-碳汇功能的理解,综述了珊瑚共生体的碳代谢特征,梳理了共生体中碳的关键生态过程(有机碳的迁移、无机碳的转化、两者的赋存状态),总结了细菌-虫黄藻-病毒在共生体碳代谢中的作用,评述了珊瑚礁碳源-碳汇特征及影响因子。旨在阐明珊瑚共生体碳代谢的关键过程,并基于此寻求有效的珊瑚礁碳增汇技术,形成以碳增量为主的珊瑚保护与修复技术,提升珊瑚礁在蓝碳生态系统中的贡献。     

荧光标记珊瑚组织来源细菌及其与虫黄藻相互作用的显微观察

【背景】研究珊瑚-细菌、虫黄藻-细菌的相互作用是解析珊瑚健康机理的关键。对珊瑚共附生细菌进行稳定荧光标记有助于原位观察细菌与虫黄藻或珊瑚的相互作用。当前,对于野生型珊瑚共附生细菌遗传操作体系的研究有限,限制了对细菌与珊瑚、虫黄藻原位互作模式的揭示。【目的】建立一种适合专性海洋细菌的遗传操作体系,利用其对珊瑚组织来源细菌进行绿色荧光蛋白标记,用于研究标记菌株与虫黄藻的相互作用。【方法】通过电穿孔的方式将构建好的广宿主重组质粒转入供体菌(Escherichia coli WM3064),然后将供体菌与添加海水才可以生长的受体菌SCSIO 12696 (港口球菌科,Porticoccaceae;分离自鹿角杯形珊瑚组织)按供、受体菌细胞数比分别为4:1、2:1、1:1比例混合,在25℃和30℃下于改良LB培养基上接合转移。显微观察标记细菌与虫黄藻相互作用。【结果】改良的LB培养基适用于需海水才可生长的专性海洋细菌的接合转移实验。接合转移的效率与供、受体菌的比例及温度有关。确定优化的接合转移条件为:供、受体菌的比例为1:1,温度为30℃。利用建立的接合转移体系,构建了增强型绿色荧光蛋白标记菌株S...     

共生珊瑚异养营养研究进展

共生珊瑚的异养营养指有虫黄藻共生的珊瑚在同化作用过程中,除通过虫黄藻光合作用获取营养之外,还可以从外界环境中直接摄取现成的有机物,经消化吸收后转变为自身的组成物质或储存为能量.国内外异地养殖或繁育虫黄藻共生珊瑚的研究多集中在光照、水流、水质等条件对珊瑚生长的影响,对共生珊瑚异养营养需求与供应方面的关注较少.本文从共生珊瑚异养营养来源、影响共生珊瑚异养营养供应的因素以及研究手段等方面,对国内外研究进展进行了综述,探讨异养营养供应对共生珊瑚的意义.总的来说,目前共生珊瑚异养营养的研究尚处于起步阶段,不论是研究方法或者珊瑚选择摄食的内在机制,都需要深入探究.     

中国造礁石珊瑚分类厘定

造礁石珊瑚是珊瑚礁框架建造者, 具有维持珊瑚礁生态系统功能和稳定性的重要作用, 其分类对于造礁石珊瑚和珊瑚礁的研究与保护至关重要。目前, 随着分子系统学的不断发展, 造礁石珊瑚的分类体系发生改变, 伴随着出现大量同物异名。近年来也出现许多无中文学名的中国造礁石珊瑚新记录种, 这些都给物种认定和命名带来困难, 阻碍了中国造礁石珊瑚的研究与保护工作。为此, 本文收集了中国造礁石珊瑚物种记录文献资料, 采用最新的造礁石珊瑚分类体系, 确认同物异名, 形成中国造礁石珊瑚物种名录, 并对中国造礁石珊瑚物种的中文名进行统一的规范和命名。结果表明, 中国共有造礁石珊瑚2个类群16科77属445种。与《中国动物志·腔肠动物门·珊瑚虫纲·石珊瑚目·造礁石珊瑚》相比, 科级分类阶元新增7个科, 变更5个科; 属级分类阶元新增26属, 变更1属, 合并3属; 种级分类阶元新增291种, 变更13种, 合并20种, 新命名305个物种的中文名。并且筛选出187个同物异名。此外, 由于造礁石珊瑚分类体系现仍有部分争议, 文章也进行了讨论说明。     

三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统现状及其健康状况评价

为评估三亚珊瑚礁国家级自然保护区珊瑚礁生态系统的健康状况, 本文选取东岛、鹿回头、大东海3个站位调查了珊瑚礁群落、珊瑚礁鱼类和大型底栖动物。通过对比分析历史资料、珊瑚礁现场生态调查与监测及组织专家评审, 筛选出一、二级指标并设置权重, 使用综合指数计算了三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统健康指数。结果显示, 三亚珊瑚礁保护区内共有造礁珊瑚10科21属37种, 软珊瑚3种, 造礁珊瑚覆盖率和软珊瑚覆盖率分别为14.31%和0.19%, 其中鹿回头造礁珊瑚覆盖率最高, 为21.58%。珊瑚礁鱼类共14科28属36种, 其中, 雀鲷科的种类数最多, 为11种。鹿回头4 m断面珊瑚礁鱼类密度最大, 为154尾/300 m²。砗磲和龙虾极少发现, 珊瑚天敌核果螺多见。东岛、鹿回头、大东海珊瑚礁生态系统健康状况均处于“一般”。本文所采用的方法是结合常规珊瑚礁监测可获得的指标进行评价, 简便易操作, 通过在三亚珊瑚礁保护区的实践, 能够很好地反映珊瑚礁生态系统现状及其健康状况, 科研和业务化监测部门均可应用。     

鄂尔多斯盆地西南缘陕西陇县晚奥陶世背锅山组生物礁

鄂尔多斯盆地西南缘的陕西陇县李家坡晚奥陶世背锅山组生物礁为典型的台地边缘礁,包括层孔虫礁、珊瑚礁、钙藻礁等几种类型,主要为层孔虫礁。经过系统古生物学研究,鉴定出层孔虫有5个属,分别为Ecclimadictyon(蜂巢层孔虫)、Clathrodictyon(网格层孔虫)、Tuvaechis(图瓦层孔虫)、Rosenella(罗森层孔虫)、Labechiella(小拉贝希层孔虫)等;珊瑚有6个属,分别为Tetradium(四分珊瑚),Hemiagetolitella(拟半阿盖特珊瑚),Plasmoporella(似网膜珊瑚),Eofletcheria(始弗莱契珊瑚),Catenipora(镣珊瑚),Reuschia(劳氏珊瑚);钙藻以Vermiporella(蠕孔藻)和Solenopora(管孔藻)为主。礁发育早期以层状层孔虫包卷砂屑、单体珊瑚、管状海绵、块状钙藻等形态为主要特征,礁发育中后期以块状和球状的层孔虫以及大型的床板珊瑚形成格架为主要特征。礁体发育过程中居礁生物都很丰富,有三叶虫、腕足类、介形类、大棘皮类和丛状的蓝细菌等。通过与塔中台地以及扬子台地的晚奥陶世台缘礁对比,发现造礁生物的属种和礁岩类型均有相似之处,说明中国晚奥陶世生物礁的分布具有等时性。     

造礁石珊瑚

珊瑚是统称,它包涵了腔肠动物门的珊瑚虫纲和水螅虫纲不同种类的海洋动物,扼要介绍造礁石珊瑚常见属,种及其生长的生态特点,并指出造礁石珊瑚是“濒危一动植物 国际贸易公约”中的二级沾光顾动物,需拯救、保护以及通过立法,严禁非法买志     

海南岛的几种多孔螅

腔肠动物水螅类中的多孔螅(Millepora)是热带海所特有的,一般分布于水深30米以内的浅海区。由于它有坚硬的石灰质骨骼,并且常常与造礁珊瑚栖息在同一个环境中,所以也是组成珊瑚礁的重要造礁生物之一。 自Linné(1758)建立多孔螅属(Millepora)以后,至今200余年来很多学者对这一类动物都曾进行过研究和记载,特别应该提出的是Hickson(1898,1899)的工作,他强     

大型海藻在珊瑚礁退化过程中的作用

随着全球范围珊瑚礁的退化,大型海藻在珊瑚礁区的覆盖度呈增多的趋势。大型海藻的大量生长,妨碍了珊瑚的生长、繁殖、恢复等过程。概括起来,大型海藻对珊瑚生长、繁殖及恢复过程所产生的不利影响主要包括:(1)大型海藻通过与珊瑚竞争空间和光照而影响珊瑚生长;(2)大型海藻与珊瑚直接接触时,通过摩擦作用及释放化感物质而影响珊瑚生长;(3)大型海藻的大量生长打破了珊瑚与海藻的竞争平衡,珊瑚为应对大型海藻的入侵而把用于生长和繁殖的能量转移到组织修复与防御上,进而造成珊瑚繁殖能量的减少;(4)大型海藻通过影响珊瑚幼虫的附着及附着后的存活率,而阻碍珊瑚群落的发展;(5)海藻还能通过富集沉积物、释放病原体及扰乱珊瑚共生微生物的生长等而间接影响珊瑚生长。明确的竞争机制有利于研究海藻与珊瑚的相互作用过程。在总结前人对海藻与珊瑚的竞争机制研究的基础上,把两者的竞争机制划分成物理机制、化学机制、微生物机制三大类,物理机制是研究得比较透彻的竞争机制,而化学机制与微生物机制则需要更深入的研究,是当前研究的热点。目前,我国对珊瑚礁中底栖海藻与珊瑚的相互作用研究甚少;鉴于此,对底栖海藻功能群的划分类型以及三大类型底栖海藻对珊瑚的作用特点做了简要介绍,并对珊瑚礁退化的现状和退化珊瑚礁区内海藻的表现做了概述。在此基础上,再综述国外关于大型海藻对珊瑚的影响研究进展,指出我国应该加强对南海珊瑚礁区大型海藻的种类分布及丰富度等的调查,评价大型海藻对南海珊瑚礁的影响现状;并结合生理学、分子生物学技术和生态学研究手段,在细胞与分子水平上探索海藻对珊瑚的影响机制,以期为珊瑚礁生态系统的保护提供参考。     

珊瑚病原微生物鉴定及其分子诊断技术进展

珊瑚礁生态系统是热带海洋最突出、最具代表性的生态系统,具有极高的生态价值和经济价值,然而由珊瑚疾病引起的珊瑚礁退化已经成为珊瑚礁生态系统的主要威胁之一。许多微生物(主要包括细菌、真菌、病毒)被认为与珊瑚疾病发生密切相关,确定珊瑚疾病的病原并建立其快速诊断的方法是开展珊瑚疾病流行病学调查和制定防控措施的必由之路。本文主要综述珊瑚疾病的病原微生物及其分子诊断技术的研究进展。