2019-01-28 22:14:01
海绵如何从内部破坏珊瑚礁

珊瑚礁由生物侵蚀海绵从内部拆除。这些海绵寻求掠食者的避难所,将隧道带入碳酸盐珊瑚结构,从而削弱了珊瑚礁。皇家NIOZ荷兰海洋研究所的科学家们发现了海绵是如何挖空并接管珊瑚骷髅的。这项发现发表在1月24日星期四的科学报告中,有助于解释为什么海绵会随着大气中二氧化碳浓度的升高而更快地侵蚀珊瑚礁。

珊瑚礁具有三维结构,为生物体提供生态系统构建模块,为海浪提供自然海岸保护。在世界范围内,珊瑚礁受到气候变化的影响,例如海洋酸化。 NIOZ-第一作者Alice Webb解释了为什么以及海绵如何促成珊瑚礁的崩塌。

海绵为什么以及如何挖掘珊瑚礁?

受影响的珊瑚礁在外面可能看起来完好无损,而在内部则看起来像一个复杂的采矿竖井,其中的廊道和洞穴完全充满海绵组织。

生物侵蚀的海绵钻入珊瑚骨骼,不是以碳酸钙为食,而是通过隐藏在坚硬的珊瑚结构中来保护自己的组织免受捕食者的伤害。为了制造隧道,他们使用化学和机械拆除技术的组合。首先,海绵将酸化的液体泵送到珊瑚上,以溶解并切碎碳酸钙碎片;然后它通过收缩其组织(类似于平滑肌组织)从镗孔中去除碎屑。海绵不断过滤大量的水,用于喂食和呼吸。他们吸入水,取出所有的食物颗粒,然后吐出过滤后的水。珊瑚礁的碎片通过这些过滤渠道以相同的路线排出,并通过所谓的示波器从海绵中排出。

海洋酸化如何帮助海绵分解珊瑚?

研究人员从之前的研究中了解到,二氧化碳浓度升高会促进生物侵蚀,但他们不知道为什么。生物侵蚀海绵通过将来自周围海水的质子泵入该界面来改变蚀刻界面处的水的化学组成。通过这样做,它们使骨架表面更加酸性,这有助于溶解骨骼。如果更多的二氧化碳溶解在海水中,质子浓度就会升高,海绵只需花费更少的能量来降低海绵/珊瑚界面的pH值。

海绵 - 珊瑚界面非常难以定位和观察,因为它被珊瑚骨架层包围。生物侵蚀海绵的钻孔机制的研究始于20世纪70年代,但是没有关于pH值差异的技术。在过去的十年中,研究人员尝试使用微电极(pH探针)定位蚀刻部位,但这种方法并未成功。研究人员结合了许多“技巧”来打开海绵 - 碳酸盐边界。他们在小块方解石矿物上生长海绵并操纵它们直接观察海绵 - 碳酸盐界面。通过可视化pH(酸)和通过海绵控制pH的方式,使用荧光显微镜进行实际观察。

这些海绵在加勒比海的珊瑚礁上很多,如库拉索岛,萨巴河岸或佛罗里达群岛,还有大堡礁。考虑到海洋酸化,海绵研究结果可以更好地预测未来的珊瑚礁状况。

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