科學家首次觀察到珊瑚細胞吞噬藻類的情況

珊瑚依靠與海藻的共生關係來維持良好的健康。這些藻類生活在它們的組織中,為它們提供養料來源和多彩的外觀。像在澳大利亞大堡礁看到的那些嚴重的白化事件是這種關係“破裂”時發生的嚴峻證據。科學家們現在對這一現象有了前所未有的深入了解,有史以來第一次觀察到珊瑚細胞吞噬海藻的情況。

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一系列的異常情況會導致珊瑚驅逐生活在其組織中的藻類,包括低潮、額外的陽光或污染,但一個主要原因是由於地球變暖而導致水溫升高。大量的研究集中在使珊瑚對這種威脅更加寬容,無論是通過移植有益的細菌、益生菌,甚至是部署漂浮薄膜來保持它們的涼爽。

這些新的突破性觀察背後的日本科學家們正在研究熱帶和亞熱帶珊瑚礁中最常見的珊瑚類型,即來自Acroporidae家族的石珊瑚物種。今年4月,研究人員在培養皿中成功培養了來自這些石珊瑚幼蟲的細胞系,並重點研究了一種負責吞噬藻類的IVB5。

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然後將被稱為甲藻的單細胞光合藻類加入到培養皿中,科學家們看着珊瑚細胞長出手指狀的突起,似乎要伸向它們。在30分鐘的時間裡,大約40%的珊瑚細胞開始吞噬它們。

在接下來的兩天里,細胞內的藻類要麼被分解成碎片,要麼被包裹在有膜的囊中。吞噬了海藻的珊瑚細胞在死亡前活了大約一個月。科學家們說,這為這種共生關係可能在數千年前就已經開始了提供了線索。

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研究共同第一作者Satoko Sekida博士說:“可能最初,珊瑚的祖先吞噬了這些藻類,並將它們分解為食物。但是隨着時間的推移,它們進化到利用這些藻類進行光合作用。”

科學家們計劃通過後續實驗來探索這個問題和其他想法,這些實驗將涉及電子顯微鏡,以便更清楚地看到細胞和藻類的行動。他們還想在一個更穩定的培養物中重現這個實驗,以便細胞和水藻能夠真正地一起繁殖。

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“這將是非常令人興奮的,因為這樣我們就可以提出新的問題,比如珊瑚在受到壓力時如何反應。”Satoko Sekida說:“這可以讓我們更全面地了解白化現象是如何發生的,以及我們如何能夠減輕它。”

這項研究發表在《海洋科學前沿》雜誌上。