新研究揭示海洋生物在大規(guī)模滅絕后仍有驚人的恢復(fù)力

開創(chuàng)性的研究表明，海洋生態(tài)系統(tǒng)在被消滅后可以重新開始運(yùn)作，為人類提供重要的功能，這比生物多樣性恢復(fù)到頂峰要快得多。這項(xiàng)由布里斯托大學(xué)主導(dǎo)并發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B》（ProceedingsoftheRoyalSocietyB）雜志上的研究，為更好地了解氣候變化對(duì)所有生命形式的影響鋪平了道路。

研究發(fā)現(xiàn)，浮游生物能夠迅速恢復(fù)和重新開始其調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳水平的核心功能，其速度是恢復(fù)完整生物多樣性水平的2倍多。該研究的主要完成人，布里斯托大學(xué)古生物學(xué)教授DANIELASCHMIDT表示，鑒于人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心由于環(huán)境急劇變化而導(dǎo)致物種滅絕，這些發(fā)現(xiàn)變得非常重要。研究表明，海洋系統(tǒng)可以承受一些生物多樣性損失而不喪失全部功能。但是仍然不知道確切的臨界點(diǎn)，因此重點(diǎn)應(yīng)該繼續(xù)放在維護(hù)這種脆弱的關(guān)系和保護(hù)生物多樣性上。雖然之前的研究表明，藻類的功能恢復(fù)速度比生物多樣性更快，但此次是首次在浮游動(dòng)物食物鏈上證實(shí)，浮游動(dòng)物作為魚類食物網(wǎng)的一部分，對(duì)海洋生物至關(guān)重要。

科學(xué)家們分析了白堊紀(jì)—古近紀(jì)大滅絕中一種沙粒大小的稱為有孔蟲的微小生物，該大滅絕發(fā)生在大約6600萬(wàn)年前，并消滅了地球上四分之三的植物和動(dòng)物種類。這是現(xiàn)代浮游生物進(jìn)化史上最具災(zāi)難性的事件，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了海洋主要功能之一“生物泵”的崩潰，它將大氣中大量的二氧化碳吸入海洋并埋藏在沉積物中數(shù)千年。該循環(huán)不僅會(huì)影響海洋生物的養(yǎng)分供應(yīng)，還會(huì)影響海洋外二氧化碳的水平，從而影響整個(gè)氣候。布里斯托大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院HEATHERBIRCH博士表示，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在經(jīng)歷了一場(chǎng)滅絕事件后大約需要400萬(wàn)年的時(shí)間才能完全恢復(fù)。然而重要的是，海洋生物與影響大氣二氧化碳的海洋碳泵之間似乎并沒有密切的關(guān)系。該研究強(qiáng)調(diào)了將氣候預(yù)測(cè)與沿海和海洋環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)模型聯(lián)系起來(lái)的重要性，以理解和預(yù)測(cè)氣候引起的滅絕事件對(duì)海洋生物及其為人類提供服務(wù)功能的影響。

楊林林譯自UK：Newresearchrevealsremarkable resilienceofsea life in the aftermath ofmass extinctions，ScienceDaily，2021－06－23

水下機(jī)器人助力開展海洋中部弱光層研究

一種名為Mesobot的創(chuàng)新水下機(jī)器人正在幫助研究人員對(duì)弱光層的廣闊海洋區(qū)域進(jìn)行更深入的了解。Mesobot能夠跟蹤和記錄緩慢移動(dòng)且脆弱的浮游動(dòng)物、凝膠狀動(dòng)物和顆粒的高分辨率圖像，極大地提高了科學(xué)家在最小干擾的情況下觀察中層棲息地生物的能力。這一工程方面的進(jìn)步將使人們更深入地了解這些生物將二氧化碳從大氣輸送到深海方面所起的作用，以及弱光層漁業(yè)的商業(yè)開發(fā)如何影響海洋生態(tài)系統(tǒng)。

該研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》（Science Robotics）雜志上。伍茲霍爾海洋研究所的高級(jí)科學(xué)家DANAYOERGER將Mesobot描述為一種多功能工具，可用于在弱光層實(shí)現(xiàn)許多科學(xué)目標(biāo)。Mesobot旨在補(bǔ)充和完善現(xiàn)有技術(shù)和平臺(tái)無(wú)法提供的重要空白。YOERGER 表示，預(yù)計(jì)Mesobot將成為長(zhǎng)時(shí)間觀察中層生物的重要工具，以及快速識(shí)別從船舶生物聲納中觀察到的物種。因?yàn)镸esobot可以調(diào)查、跟蹤和記錄生物圖像，希望可以揭示以前未知的行為、物種相互作用、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生物發(fā)光機(jī)制。

該研究由來(lái)自伍茲霍爾海洋研究所、蒙特雷灣水族館研究所和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家和工程師共同完成。研究概述了Mesobot在2019年蒙特雷灣的一次巡航期間自動(dòng)跟蹤兩種凝膠狀海洋生物的過(guò)程。高清視頻顯示，一只“餐盤”水母“撞擊”了一只管水母后者僥幸從“餐盤”水母的有毒觸須中逃脫。Mesobot還錄制了一段30min的巨型尾海鞘視頻，它看起來(lái)幾乎一動(dòng)不動(dòng)，但實(shí)際上正乘著起伏6m（20ft）的內(nèi)波。這些觀察結(jié)果代表了自導(dǎo)機(jī)器人第一次跟蹤這些小而清晰的生物，它們像“水泡”一樣穿過(guò)水柱。蒙特雷灣水族館研究所首席工程師KAKANIKATIJA表示，Mesobot有可能改變觀察動(dòng)物在空間和時(shí)間中移動(dòng)的方式，這是之前無(wú)法做到的。隨著對(duì)此類工具的不斷開發(fā)和改進(jìn)，希望在海洋中層觀察到更多其他神秘而迷人的動(dòng)物，包括富含碳的巨型尾海鞘建造的“宮殿”。

混合動(dòng)力機(jī)器人采用符合流體動(dòng)力學(xué)的黃色外殼包裝，配備了一套海洋學(xué)和聲學(xué)調(diào)查傳感器。它可以通過(guò)連接到船上的光纖電纜進(jìn)行遠(yuǎn)程駕駛，也可以從系繩中釋放出來(lái)，以執(zhí)行預(yù)先編程規(guī)定的任務(wù)或自主跟蹤深度達(dá)1000m（3300ft）的目標(biāo)。這種自主能力將使Mesobot能夠在沒有人為干預(yù)的情況下跟蹤目標(biāo)動(dòng)物超過(guò)24h，這足以觀察目標(biāo)動(dòng)物在弱光層和水面之間的遷移。由于每天晚上進(jìn)行晝夜垂直遷移的生物數(shù)量眾多且種類繁多，因此這種遷移也被稱為“地球上最大的遷移”，Mesobot的應(yīng)用可以為研究人員提供關(guān)于遷移期間動(dòng)物行為的寶貴數(shù)據(jù)。KAKANI表示，通過(guò)利用Mesobot收集的數(shù)據(jù)，以及蒙特雷灣水族館研究所積累的30多年的其他數(shù)據(jù)，希望在儀器上集成更智能的算法，使用人工智能來(lái)發(fā)掘、持續(xù)跟蹤和觀察深海中的神秘動(dòng)物和其他物體。

Mesobot的設(shè)計(jì)、建造和初始測(cè)試由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NationalScienceFoundation，NSF）海洋技術(shù)和跨學(xué)科協(xié)調(diào)計(jì)劃（OceanTechnology andInterdisciplinaryCoordination，OTIC）資助。研究得到了DAVID和LUCILEPACKARD基金會(huì)以及伍茲霍爾海洋研究所的海洋弱光層（ocean twilightzone，OTZ）項(xiàng)目的支持。

楊林林譯自USA：Underwaterrobotoffersnew insight into mid－ocean ＇twilight zone＇，ScienceDaily，2021－06－16

北極海冰變薄的速度快于預(yù)期

根據(jù)倫敦大學(xué)學(xué)院（University College London，UCL）研究人員主持的一項(xiàng)新的模型研究，北極沿海地區(qū)的海冰變薄的速度可能比以前認(rèn)為的快2倍。

海冰的厚度是通過(guò)測(cè)量冰在海面上的高度來(lái)推斷的，而這種測(cè)量由于雪使浮冰下沉而失真?？茖W(xué)家們使用幾十年前的北極雪深圖來(lái)對(duì)此進(jìn)行調(diào)整，但是這幅圖沒有考慮到氣候變化。發(fā)表在《冰凍圈》（TheCryosphere）雜志上的最新研究中，研究人員更換了這張地圖，設(shè)計(jì)了一個(gè)新的計(jì)算機(jī)模型來(lái)估計(jì)每年積雪深度的變化，認(rèn)為主要沿海地區(qū)海冰變薄率為70%～100%，比以前認(rèn)為的要快。主持這項(xiàng)研究的博士研究生ROBBIEMALLETT表示，海冰的厚度是北極健康狀況的一個(gè)敏感指標(biāo)，非常重要。因?yàn)楹癖拖褚粋€(gè)隔熱毯，在冬天阻止海洋使大氣變暖，在夏天保護(hù)海洋免受陽(yáng)光的照射。變薄后的冰層在北極夏季不太可能會(huì)留存下來(lái)。之前對(duì)海冰厚度的計(jì)算是基于20年前更新的積雪地圖。因?yàn)橐荒曛泻１纬傻臅r(shí)間越來(lái)越晚，上面積雪時(shí)間也越來(lái)越少。此次的計(jì)算首次考慮了積雪深度的下降，發(fā)現(xiàn)海冰變薄的速度比預(yù)想的要快。

論文參與者JULIENNESTROEVE教授表示，在測(cè)量海冰厚度方面存在許多不確定性，但在更準(zhǔn)確解釋衛(wèi)星數(shù)據(jù)方面，新的計(jì)算方法向前邁出了一大步。希望這項(xiàng)工作可以更好地評(píng)估氣候模型在北極地區(qū)預(yù)測(cè)長(zhǎng)期氣候變化影響的準(zhǔn)確性。北極變暖速度是全球變暖速度的3倍，該地區(qū)數(shù)百萬(wàn)平方千米的冰對(duì)地球降溫至關(guān)重要。為了計(jì)算海冰厚度，研究人員使用了歐洲航天局CryoSat－2衛(wèi)星的雷達(dá)。通過(guò)計(jì)算雷達(dá)波從冰面反彈的時(shí)間，可以計(jì)算冰面在海面上的高度，由此可以推斷出冰面的總厚度。

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了之前由倫敦大學(xué)學(xué)院和科羅拉多州立大學(xué)開發(fā)的一種新的雪模型SnowModel－LG。該模型通過(guò)輸入空氣溫度、降雪和冰運(yùn)動(dòng)等數(shù)據(jù)來(lái)追蹤海冰在北冰洋上移動(dòng)時(shí)累積了多少積雪，進(jìn)而計(jì)算積雪深度和密度。通過(guò)將SnowModel－LG計(jì)算的結(jié)果與衛(wèi)星雷達(dá)觀測(cè)相結(jié)合，估計(jì)了北極海冰厚度下降的總體速度，以及海冰厚度的年際變化。研究發(fā)現(xiàn)，與之前的計(jì)算相比，拉普捷夫海、卡拉海和楚科奇海3個(gè)沿海海域的海冰厚度下降速度分別增加了70%、98%和110%。研究還發(fā)現(xiàn)，在所有7個(gè)沿海海域，海冰厚度的變化率平均每年增加58%。沿海海域的海冰厚度通常在0.5～2m。這些地區(qū)越來(lái)越多的冰無(wú)法在夏季存留。加速變薄的北極海冰會(huì)對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生影響，包括每年北極航線運(yùn)輸時(shí)間增加，海底石油、天然氣和礦藏等資源的開采也會(huì)受影響。MALLETT表示，更多的船舶沿著西伯利亞航線航行將減少世界各地貨物運(yùn)輸所需的燃料和碳排放，特別是在中國(guó)和歐洲之間。然而，這也增加了北極燃料泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，其后果可能是災(zāi)難性的。海冰變薄也讓當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)感到擔(dān)憂，因?yàn)樗尠哆叺木用窀菀资艿絹?lái)自海洋的強(qiáng)天氣和海浪的影響。

MALLETT、STROEVE以及參與者M(jìn)ICHEL TSAMADOS博士在德國(guó)極地考察船Polarstern上花了數(shù)周時(shí)間調(diào)查北極的冰雪情況。該考察船于2019年和2020年探索了北冰洋中部。這項(xiàng)研究由英國(guó)自然環(huán)境研究委員會(huì)、歐洲航天局和美國(guó)國(guó)家航空航天局資助。

楊林林譯自UK：Arcticseaicethinningfasterthan expected，ScienceDaily，2021－06－03

有機(jī)物下沉改變海底記錄

包括圣路易斯華盛頓大學(xué)DAVIDFIKE在內(nèi)的地球科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，近岸海域大量繁殖的微小浮游生物的殘骸慢慢沉入海底，這一過(guò)程改變了地球歷史的重要記錄。該研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》（NatureCommunications）雜志上。

圣路易斯華盛頓大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)環(huán)境研究主任，地球和行星科學(xué)教授DAVIDFIKE表示，之前的研究工作確定了沉積速率的變化對(duì)用來(lái)重建環(huán)境變化地球化學(xué)特征的局部控制和全球控制作用。在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們調(diào)查了有機(jī)碳負(fù)荷，也就是有多少能驅(qū)動(dòng)沉積物中微生物活動(dòng)的有機(jī)物被輸送到了海底。研究證明，這在調(diào)節(jié)沉積物中保存的信號(hào)類型方面也起著關(guān)鍵作用。在試圖提取過(guò)去全球環(huán)境變化記錄時(shí)，需要注意這一點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直利用來(lái)自海底沉積物的信息（巖石層和微生物淤泥）重建過(guò)去海洋的狀況。理解地球表面演化的一個(gè)關(guān)鍵是區(qū)分沉積物中保存的信號(hào)，一些信號(hào)反映了全球變化過(guò)程，如海洋化學(xué)的演變，另一些信號(hào)代表了沉積環(huán)境和沉積物歷史的局部過(guò)程。

這項(xiàng)新研究基于被稱為黃鐵礦（FeS2）的礦物分析。這種礦物的形成受海洋沉積物中細(xì)菌活動(dòng)的影響?？茖W(xué)家們檢測(cè)了現(xiàn)今秘魯大陸邊緣海底的碳、氮、硫的濃度，以及冰期-間冰期沉積物的穩(wěn)定同位素?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，受區(qū)域海洋氧含量和下沉有機(jī)物通量調(diào)節(jié)的微生物代謝活動(dòng)的不同速率似乎驅(qū)動(dòng)了在秘魯邊緣觀察到的黃鐵礦中硫的變化。這項(xiàng)研究由以色列魏茨曼科學(xué)研究所博士后VIRGILPASQUIER主持，ITAY HALEVY也參與了研究。PASQUIER曾在華盛頓大學(xué)和FIKE一起工作過(guò)。他們共同對(duì)黃鐵礦硫同位素被普遍用于重建地球演化的氧化狀態(tài)提出了擔(dān)憂。同時(shí)也是華盛頓大學(xué)國(guó)際能源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展中心主任的FIKE表示，該研究試圖了解地球表面環(huán)境是如何隨時(shí)間變化的。為了做到這一點(diǎn)，關(guān)鍵是要了解影響用于重建記錄的各種過(guò)程。這項(xiàng)研究確定了一個(gè)重要因素，即當(dāng)?shù)赜袡C(jī)碳輸送到海底改變了沉積黃鐵礦中保存的地球化學(xué)特征。它將潛在的全球生物地球化學(xué)循環(huán)記錄與當(dāng)?shù)丨h(huán)境變化的信息重疊。這一觀察結(jié)果為重建過(guò)去的當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件提供了一個(gè)新的窗口。

楊林林譯自 USA：Muddied waters：Sinking organics alter seafloor records， ScienceDaily，2021－07－20

氣候變化威脅糧食安全

由于氣候變化威脅到漁業(yè)，世界各國(guó)數(shù)百萬(wàn)人可能面臨更大的營(yíng)養(yǎng)不良風(fēng)險(xiǎn)。新的預(yù)測(cè)收集了157個(gè)國(guó)家的800多種魚類數(shù)據(jù)，揭示了兩大不斷增長(zhǎng)的壓力——?dú)夂蜃兓瓦^(guò)度捕撈如何影響海洋中重要微量營(yíng)養(yǎng)成分的可獲得性。除了ω-3脂肪酸，魚類也是人類鐵、鋅、鈣和維生素A的重要來(lái)源。缺乏這些重要的微量元素會(huì)導(dǎo)致孕產(chǎn)婦死亡、胎兒發(fā)育不良和子癇前期等疾病的發(fā)生。

蘭開斯特大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的由英國(guó)和加拿大科學(xué)家組成的一個(gè)國(guó)際研究小組分析發(fā)現(xiàn)，氣候變化是對(duì)海洋魚類為人類提供基本微量營(yíng)養(yǎng)成分的最普遍威脅，有40%的漁業(yè)國(guó)家受到影響。研究發(fā)現(xiàn)漁業(yè)對(duì)人類的微量營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)不太容易受到過(guò)度捕撈的影響。因氣候變化威脅到從漁業(yè)中獲得微營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)的國(guó)家往往是熱帶國(guó)家，包括東亞和太平洋國(guó)家，如馬來(lái)西亞、柬埔寨、印度尼西亞和東帝汶，以及撒哈拉以南的非洲國(guó)家，如莫桑比克和塞拉利昂。由于熱帶地區(qū)國(guó)家膳食普遍缺乏鈣、鐵、鋅和維生素A，這些國(guó)家的漁業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的脆弱性尤其嚴(yán)重。此外，這些熱帶國(guó)家抵御氣候變化對(duì)漁業(yè)破壞的能力也較弱，因?yàn)樗麄儑?yán)重依賴漁業(yè)來(lái)支持本國(guó)人口的飲食和經(jīng)濟(jì)，社會(huì)適應(yīng)能力有限。這項(xiàng)題為“氣候變化和過(guò)度捕撈下全球海洋漁業(yè)的微量營(yíng)養(yǎng)素供應(yīng)”研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上。

之前的研究中，最著名的是由CHRISTINA HICKS教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上的關(guān)于魚類微量營(yíng)養(yǎng)成分含量的研究，表明魚類在微量營(yíng)養(yǎng)成分含量方面是不一致的。餌料、海溫和能量消耗等一系列因素都會(huì)影響魚類所含微量營(yíng)養(yǎng)成分的含量。熱帶魚的微量營(yíng)養(yǎng)成分含量往往比冷水魚高。對(duì)于氣候變化和捕撈的適應(yīng)能力，不同的魚類也是不一樣的。WILLIAM CHEUNG教授和他同事們的早期研究表明，活動(dòng)范圍較小的大型魚類更容易受到氣候變化的影響。而成熟和生長(zhǎng)速度較慢的物種更容易受到捕撈的影響，因?yàn)樗鼈兊姆N群需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)補(bǔ)充。他們的研究結(jié)果表明，單個(gè)魚類的微量營(yíng)養(yǎng)成分密度與其對(duì)氣候變化或過(guò)度捕撈的脆弱性之間只有微弱的聯(lián)系。然而，當(dāng)科學(xué)家們研究了各國(guó)的總體漁獲量后，他們發(fā)現(xiàn)氣候變化對(duì)約40%國(guó)家的微量營(yíng)養(yǎng)成分總體可獲得性產(chǎn)生了明顯影響，威脅著生活在這些國(guó)家的數(shù)百萬(wàn)人口的糧食安全。氣候變化造成如此大威脅的一個(gè)關(guān)鍵原因在于，這些國(guó)家的捕撈魚類中有一部分品種容易受氣候變化影響。一些熱帶國(guó)家漁民的捕撈對(duì)象是微量營(yíng)養(yǎng)成分含量高的物種，這些物種更易受到氣候變化的影響，例如羽鰓鮐（Rastrelliger kanagurta）、短體羽鰓鮐（R.brachysoma）、篩鯡（Ethmalosafimbriata）、云鰣（Tenualosa ilisha）以及鲯鰍 （Coryphaena hippurus）。然而，這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)也為未來(lái)帶來(lái)了希望。一些國(guó)家可以調(diào)整其漁業(yè)，從脆弱的物種轉(zhuǎn)向其他富含微量營(yíng)養(yǎng)成分的物種，而這些物種對(duì)氣候變化和過(guò)度捕撈具有抗性，目前這些物種在漁獲量中占比不足。

蘭開斯特大學(xué)的EVAMAIRE博士表示，由于氣候變化和過(guò)度捕撈對(duì)全球魚類資源造成了重大和日益增長(zhǎng)的壓力，了解這些壓力在多大程度上影響未來(lái)海洋微量營(yíng)養(yǎng)成分的供應(yīng)，對(duì)于數(shù)百萬(wàn)人的飲食需求至關(guān)重要。研究表明，氣候變化是對(duì)世界上許多國(guó)家重要微量營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)的最普遍威脅，特別是熱帶地區(qū)國(guó)家。這項(xiàng)研究利用了魚類營(yíng)養(yǎng)模型，這是一個(gè)最近發(fā)布的有鰭魚類營(yíng)養(yǎng)成分的數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)開辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，對(duì)解決全球糧食安全挑戰(zhàn)至關(guān)重要。達(dá)爾豪斯大學(xué)海洋前沿研究所副教授AARONMACNEIL表示，為了改善糧食安全和解決營(yíng)養(yǎng)不良問(wèn)題，有必要將漁業(yè)、氣候和糧食政策結(jié)合起來(lái)，為人類和子孫后代確保這些微量營(yíng)養(yǎng)成分的安全。英國(guó)哥倫比亞大學(xué)的WILLIAM CHEUNG教授表示，研究不僅突出了氣候變化對(duì)數(shù)百萬(wàn)人口糧食安全的日益威脅，還為未來(lái)帶來(lái)了希望。有了不同魚種的營(yíng)養(yǎng)信息，許多國(guó)家有能力調(diào)整其漁業(yè)政策，以針對(duì)更具恢復(fù)力的魚種。這樣，這些漁業(yè)就可以為國(guó)家提供更可靠的微量營(yíng)養(yǎng)成分。

楊林林譯自UK：Climatechangethreatensfood security ofmany countries dependenton fish，ScienceDaily，2021－07－20

科學(xué)家揭示橈足類應(yīng)對(duì)氣候變化的過(guò)程

全球海洋環(huán)境對(duì)海洋生物來(lái)說(shuō)正變得越來(lái)越有壓力，專家們正在努力了解這對(duì)未來(lái)意味著什么。挑戰(zhàn)是多方面的，如氣溫上升、海水酸化和洋流改變等，這使得實(shí)驗(yàn)和預(yù)測(cè)變得困難。

橈足類是小型海洋動(dòng)物，數(shù)量眾多，分布廣泛，是海洋食物網(wǎng)的主要組成部分。來(lái)自美國(guó)康涅狄格大學(xué)、中國(guó)暨南大學(xué)和美國(guó)佛蒙特大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，湯氏紡錘水蚤（Acartia tonsa）可以應(yīng)對(duì)氣候變化，但這是有代價(jià)的。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然氣候變化》（Nature ClimateChange）雜志上。

康涅狄格大學(xué)海洋科學(xué)教授HANSDAM表示，氣候變化在海洋中是一個(gè)多維度的問(wèn)題，因?yàn)楹Ｋ粌H僅變暖，而且變得越來(lái)越酸，隨著人類向大氣中排放更多的二氧化碳，海洋的pH值也在下降。生物需要應(yīng)對(duì)這些變化，因此它們承受著更大的壓力，這一過(guò)程發(fā)生得非?？?。DAM解釋說(shuō)，一些海洋生物對(duì)pH值的變化比其他海洋生物更敏感。之前對(duì)橈足類的研究表明，它們對(duì)pH值的變化不是特別敏感，并表現(xiàn)出適應(yīng)的能力，但這些研究只對(duì)一代或幾代橈足類進(jìn)行了研究。新的研究不僅樣本擴(kuò)展到25代，還考慮了海洋變暖和酸化（ocean warming and acidification，OWA），這是迄今為止少有的研究。如果想研究長(zhǎng)期影響，必須考慮動(dòng)物會(huì)適應(yīng)環(huán)境變化或壓力這一事實(shí)，但要做到這一點(diǎn)，必須做正確的實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)人不會(huì)用動(dòng)物做這些實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樾枰荛L(zhǎng)時(shí)間來(lái)研究好幾代樣本。

研究人員觀察了湯氏紡錘水蚤的健康狀況和自我繁殖的能力，以及在OWA條件增加的情況下，健康狀況在子代中如何變化。DAM表示，第1代暴露在OWA條件下的紡錘水蚤數(shù)量減少超過(guò)50%。這就好像OWA是一個(gè)大錘子，大大降低了種群數(shù)量。到了第3代，種群數(shù)量似乎基本恢復(fù)了。然而，到了第12代，研究人員再次看到了數(shù)量衰退。雖然橈足類動(dòng)物能夠適應(yīng)OWA，但適應(yīng)能力有限。研究人員懷疑有一些拮抗作用在起作用，導(dǎo)致其對(duì)海洋變暖和酸化適應(yīng)能力的反復(fù)。這種對(duì)抗的相互作用使預(yù)測(cè)反應(yīng)變得復(fù)雜。

康涅狄格大學(xué)博士生JAMESDEMAYO補(bǔ)充說(shuō)，也許這個(gè)項(xiàng)目需要強(qiáng)調(diào)的重要一點(diǎn)是，海洋變暖與酸化結(jié)合的影響對(duì)正在適應(yīng)環(huán)境的每一代或每一個(gè)有機(jī)體都是不一樣的。雖然在中間世代中，生物體可能會(huì)適應(yīng)得很好，但在后代中，海洋變暖和酸化的影響開始對(duì)種群產(chǎn)生不同的影響。這是這項(xiàng)研究中令人興奮的部分之一。有機(jī)體或它們的種群如何增長(zhǎng)或衰退，這不是一個(gè)靜態(tài)的可預(yù)期的結(jié)果。例如，如果把已經(jīng)適應(yīng)了實(shí)驗(yàn)性O(shè)WA條件的后代放在今天的海洋條件中，他們就不會(huì)活的很好。這是一個(gè)負(fù)面的結(jié)果，不能忍受環(huán)境變化是許多系統(tǒng)進(jìn)化適應(yīng)的代價(jià)和一個(gè)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果，而不僅僅是橈足類。研究人員指出，只關(guān)注單一壓力源的研究有可能會(huì)對(duì)生物體的適應(yīng)能力做出過(guò)于簡(jiǎn)單的推斷，在對(duì)橈足類這樣的食物網(wǎng)中不可或缺的組成部分做出結(jié)論時(shí)，這是一個(gè)特別危險(xiǎn)的命題。DAM表示，特別是當(dāng)涉及到生物體時(shí)，無(wú)法預(yù)測(cè)其中的復(fù)雜性。根據(jù)推理，人們也許會(huì)做出預(yù)測(cè)，但無(wú)法確定它們會(huì)以哪種方式展開。在生物學(xué)中，這些被稱為“突變特性”或不能根據(jù)事先知道的事情來(lái)預(yù)測(cè)，這項(xiàng)研究就是一個(gè)很好的例子。橈足類的數(shù)量會(huì)對(duì)整個(gè)食物網(wǎng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果其健康水平在未來(lái)下降10%，那么種群規(guī)模將減少10%，由于這些動(dòng)物是魚類的主要食物來(lái)源，如果全球漁業(yè)減少10%將造成嚴(yán)重后果。這還是最好的情況，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室里，它們基本上生活在一樣的條件下，10%的降幅中并沒有考慮其他因素的影響，如捕食或疾病。在現(xiàn)實(shí)世界中，其健康水平實(shí)際上要糟糕得多。此外，橈足類可以吸收二氧化碳，它們數(shù)量的減少也會(huì)降低海洋的碳吸收能力，在需要吸收更多碳的時(shí)候，這是個(gè)壞消息。雖然這項(xiàng)研究為快速適應(yīng)環(huán)境提供了希望，但也提醒人們，就像自然界的許多事情一樣，也有陷阱。有一些好消息，健康水平恢復(fù)了；但也有令人清醒的消息，進(jìn)化還沒有完成。

楊林林譯自USA：Forcopepods，thereisnofree lunch when coping with climate change ScienceDaily，2021－08－26

環(huán)境DNA方法可以追蹤轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

加拿大麥吉爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種利用環(huán)境中的人工轉(zhuǎn)基因追蹤轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的新方法。這一發(fā)現(xiàn)為定位和管理逃逸或被放歸野外的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物提供了一個(gè)強(qiáng)有力的新工具。

發(fā)表在PlosOne雜志上的一項(xiàng)研究首次指出，可以從土壤、水、糞便、尿液或唾液中的DNA中檢測(cè)出來(lái)自果蠅、老鼠和脂鯉等多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的人工轉(zhuǎn)基因，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)序。例如，可以從放生地區(qū)死水池中提取轉(zhuǎn)基因蚊子的人工轉(zhuǎn)基因。與傳統(tǒng)的動(dòng)物監(jiān)測(cè)方法相比，環(huán)境DNA（eDNA）已被證明更準(zhǔn)確、更高效，所需時(shí)間更少，成本更低。麥吉爾大學(xué)生物系博士生CHARLESXU表示，直到現(xiàn)在，還沒有人把這些eDNA方法應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物身上，即使它們已經(jīng)在野外。從eDNA中檢測(cè)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因非常有用，因?yàn)樗梢愿嬖V人們是否有轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，而不需要找到它們。

CRISPR等基因組編輯技術(shù)的進(jìn)步極大地簡(jiǎn)化了創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因生物的過(guò)程，導(dǎo)致世界各地生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物數(shù)量和類型出現(xiàn)了爆炸式增長(zhǎng)。隨之而來(lái)的是對(duì)這些新生物的生態(tài)、進(jìn)化和生物倫理影響的擔(dān)憂。一些轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，如會(huì)發(fā)光的觀賞魚可以由公眾購(gòu)買，而其他的生物，如蚊子，已經(jīng)被釋放到野外。這些生物攜帶或由科學(xué)家改變或通過(guò)人工手段從其他物種引入的基因。由于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物通常僅憑外表無(wú)法與自然動(dòng)物區(qū)分開來(lái)，因此eDNA方法對(duì)于早期檢測(cè)和監(jiān)測(cè)尤其有用。在這些動(dòng)物可能逃離實(shí)驗(yàn)室或農(nóng)場(chǎng)、遷移到不屬于它們的地方或與自然動(dòng)物雜交的情況下，這一點(diǎn)尤其重要。在未來(lái)，參與生產(chǎn)和管理轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)室、公司和政府將能夠使用eDNA方法在現(xiàn)實(shí)生活中檢測(cè)和追蹤它們。

楊林林譯自Canada：Trackinggeneticallymodified animals，ScienceDaily，2021－08－30

保護(hù)大個(gè)體魚類可以提高漁業(yè)生產(chǎn)力

一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，世界上許多大型漁場(chǎng)的管理人員錯(cuò)誤地認(rèn)為，許多小型魚類的繁殖能力與總質(zhì)量相近的大型魚類的繁殖能力一樣。這可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)度捕撈那些對(duì)種群貢獻(xiàn)最大、數(shù)量最多的魚類。更好地保護(hù)體型較大、成熟的雌魚可以提高主要漁場(chǎng)的生產(chǎn)力。在漁業(yè)日漸成為重要食物供給方式的情況下這一點(diǎn)至關(guān)重要。該研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）雜志上。該研究的主要作者、澳大利亞莫納什大學(xué)的DUSTINMARSHALL表示，繁殖力是漁業(yè)管理的一個(gè)基本問(wèn)題，不能期望較小的雌魚和較大的、較年長(zhǎng)的雌魚產(chǎn)出相同數(shù)量的卵。

新的研究應(yīng)用了先前的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)質(zhì)疑了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)漁業(yè)管理的假設(shè)。傳統(tǒng)思想認(rèn)為繁殖力是影響生物量的重要因素。這意味著，無(wú)論魚的年齡或成熟度如何，一定數(shù)量的魚都會(huì)產(chǎn)生相似數(shù)量的后代。然而，之前的綜合研究表明，更大、更年長(zhǎng)、更成熟的魚能夠產(chǎn)生更多的后代。此外，這些更年長(zhǎng)、更大的個(gè)體的后代存活率更高。管理措施，如建立海洋保護(hù)區(qū)（marine protectedarea，MPA），為魚類生長(zhǎng)提供庇護(hù)，可以幫助提高漁業(yè)產(chǎn)量和補(bǔ)充衰退的物種。實(shí)際上，它們可以為更成熟、繁殖能力更強(qiáng)的魚類提供一個(gè)“蓄水池”。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局西南漁業(yè)科學(xué)中心的漁業(yè)生物學(xué)家E.J.DICK表示，如何才能最大限度利用這些魚類，使它們更有效地繁殖，既維持這個(gè)物種，又支持漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展？這是一個(gè)根本問(wèn)題。相比之下，當(dāng)多產(chǎn)的大魚被捕撈后，傳統(tǒng)的假設(shè)高估了產(chǎn)卵量和種群的自我補(bǔ)充能力?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)度捕撈，對(duì)許多大型漁場(chǎng)來(lái)說(shuō)，捕撈量可能是預(yù)期的2倍。加州大學(xué)圣克魯斯分校數(shù)學(xué)生物學(xué)教授MARCMANGEL表示，結(jié)合早期的研究發(fā)現(xiàn)，大的、年長(zhǎng)的太平洋巖魚單位體重的產(chǎn)卵數(shù)量比小個(gè)體的巖魚更多，許多其他物種也有類似情況。如果沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，漁業(yè)科學(xué)家和管理人員可能會(huì)高估補(bǔ)充所需的產(chǎn)卵群體的數(shù)量，并將捕撈造成的死亡率定得過(guò)高。

科學(xué)家們分析了世界上的大型漁業(yè)是否考慮到了這些發(fā)現(xiàn)，結(jié)果在很多情況下并沒有?？茖W(xué)家們表示，這種系統(tǒng)性錯(cuò)誤可以幫助解釋，為什么盡管進(jìn)行了積極管理，一些魚類種群還是面臨崩潰。他們建議管理人員重新校準(zhǔn)未來(lái)的物種存量評(píng)估結(jié)果，充分認(rèn)識(shí)大個(gè)體魚類所具有的更大的繁殖力。這可以減少過(guò)度捕撈，甚至能提高漁業(yè)產(chǎn)量。減少大個(gè)體魚類的捕撈量可能在短期內(nèi)對(duì)糧食安全和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面影響，但從長(zhǎng)期來(lái)看將產(chǎn)生積極的益處。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，更好地認(rèn)識(shí)大個(gè)體魚類的繁殖力將有助于提高大西洋鱈魚的捕撈量。研究表明，現(xiàn)代管理可以通過(guò)使用相對(duì)簡(jiǎn)單的政策創(chuàng)新，更好地利用已開發(fā)種群中較大、較年長(zhǎng)魚類的繁殖潛力，從而應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

楊林林譯自USA：Protectinglargest，mostprolific fish may boost productivity of fisheries，ScienceDaily，2021－08－18

過(guò)度捕撈和其他人類壓力正嚴(yán)重?fù)p害海洋保護(hù)區(qū)

以色列特拉維夫大學(xué)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，世界各地的許多海洋保護(hù)區(qū)（marineprotectedarea，MPA）受到了嚴(yán)重的生態(tài)破壞。MPA存在強(qiáng)烈的“邊緣效應(yīng)”，即MPA邊緣（MPA內(nèi)離邊緣1～1.5km范圍內(nèi)）的魚類數(shù)量與核心區(qū)相比急劇減少60%。邊緣效應(yīng)顯著降低了MPA的有效保護(hù)規(guī)模，其原因很大程度上是由人類活動(dòng)導(dǎo)致的，為首的是MPA邊界的過(guò)度捕撈。

這項(xiàng)研究由特拉維夫大學(xué)斯坦哈特自然歷史博物館、喬治懷斯生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物學(xué)院YONIBELMAKER教授實(shí)驗(yàn)室的博士生SARAH OHAYON主持。研究結(jié)果最近發(fā)表在《自然生態(tài)與進(jìn)化》（NatureEcology＆Evolution）雜志上。MPA旨在保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)，幫助保護(hù)和恢復(fù)因過(guò)度捕撈而日益減少的魚類和海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的數(shù)量。MPA的有效性已經(jīng)在全球范圍內(nèi)的數(shù)千項(xiàng)研究中得到了證實(shí)。與此同時(shí)，大多數(shù)研究只對(duì)MPA的“內(nèi)部”和“外部”進(jìn)行了取樣，對(duì)于MPA的核心區(qū)和周邊的捕撈區(qū)之間發(fā)生的事情，仍然不清楚。OHAYON解釋說(shuō)，當(dāng)MPA正常運(yùn)作時(shí)，預(yù)計(jì)MPA物種的恢復(fù)將導(dǎo)致溢出，即魚類和海洋無(wú)脊椎動(dòng)物遷移到MPA邊界之外的過(guò)程。這樣，MPA不僅有助于海洋保護(hù)，也有助于MPA以外因過(guò)度捕撈而減少的魚類種群的恢復(fù)。為了研究從MPA內(nèi)部到周邊開放捕撈區(qū)的海洋種群的主要空間格局，研究人員對(duì)不同區(qū)域的數(shù)十個(gè)MPA的海洋種群的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行了聚類分析。OHAYON強(qiáng)調(diào)說(shuō)，當(dāng)看到結(jié)果時(shí)，立刻意識(shí)這是一種邊緣效應(yīng)模式。邊緣效應(yīng)在陸地保護(hù)區(qū)是一個(gè)被充分研究的現(xiàn)象，但令人驚訝的是，還沒有在MPA進(jìn)行實(shí)證研究。當(dāng)MPA周圍存在人類干擾和壓力時(shí)，這種現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生，比如捕撈、噪音或光污染，這些都會(huì)減少保護(hù)區(qū)邊界附近的自然種群規(guī)模。

研究人員發(fā)現(xiàn)，全球40%的禁捕MPA（完全禁止捕撈活動(dòng)的區(qū)域）面積小于1km2，這意味著整個(gè)區(qū)域可能會(huì)經(jīng)歷邊緣效應(yīng)。64%的禁捕MPA面積小于10km2，與沒有邊緣效應(yīng)的情況相比，該區(qū)域的種群規(guī)?？赡苤挥蓄A(yù)期的一半（45%～56%）。研究結(jié)果表明，現(xiàn)有的全球禁捕MPA的有效性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于之前的設(shè)想。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，邊緣效應(yīng)模式并沒有消除魚類溢出的可能性，而且漁民很可能仍然獲益于來(lái)自MPA內(nèi)的大個(gè)體魚類。集中在MPA邊界的捕撈活動(dòng)證明了這一點(diǎn)。同時(shí)，邊緣效應(yīng)使研究人員清楚地認(rèn)識(shí)到，MPA邊界附近種群數(shù)量的下降速度快于MPA附近的種群數(shù)量的恢復(fù)速度。研究結(jié)果還表明，那些周圍有緩沖區(qū)的MPA沒有發(fā)現(xiàn)邊緣效應(yīng)，與MPA以外的魚類溢出相一致。此外，在執(zhí)行良好的MPA觀察到的邊緣效應(yīng)比那些報(bào)告有非法捕撈現(xiàn)象的地方要小。OHAYON表示，這些發(fā)現(xiàn)令人鼓舞。因?yàn)樗鼈儽砻?，通過(guò)建立緩沖區(qū)、管理MPA周圍的漁業(yè)活動(dòng)和改進(jìn)執(zhí)法，不僅可以提高現(xiàn)有MPA的有效性，很可能還會(huì)增加MPA通過(guò)魚類溢出所帶來(lái)的效益。在規(guī)劃新的保護(hù)區(qū)時(shí)，除了實(shí)施受監(jiān)管的緩沖區(qū)外，建議保護(hù)區(qū)的面積至少為10km2，并且盡可能是圓型。這些措施將降低MPA邊緣效應(yīng)。研究結(jié)果為改善MPA的規(guī)劃和管理提供了實(shí)用的指導(dǎo)方針，可以更好地保護(hù)海洋。

楊林林譯自Israel：Overfishingandotherhuman pressures are severely harming many marine protected areasaround the world，study finds，ScienceDaily，2021－08－21

氣候變化的“雙重打擊”可能導(dǎo)致魚類滅絕

許多常見的魚類可能面臨滅絕，因?yàn)闅夂蜃兓瘜?dǎo)致的海洋變暖不僅增加了它們的生存壓力，同時(shí)也降低了它們的適應(yīng)能力。

新的研究表明，沙丁魚和鯡魚等魚類將難以跟上氣候變化的步伐。因?yàn)闇嘏暮Ｋ畷?huì)使它們的體型變小，從而使它們無(wú)法遷移到更適合的環(huán)境中。這項(xiàng)發(fā)表在《自然氣候變化》（Nature ClimateChange）雜志上的研究還首次提供了證據(jù)，反駁遷移減少將導(dǎo)致物種增多的理論，認(rèn)為事實(shí)恰恰相反。這意味著許多物種將無(wú)法通過(guò)適應(yīng)進(jìn)化來(lái)應(yīng)對(duì)升高的溫度，從而增加它們滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。雷丁大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家 CHRIS VENDITTI教授表示，海水變暖對(duì)魚類來(lái)說(shuō)是雙重打擊，因?yàn)椴粌H會(huì)導(dǎo)致它們進(jìn)化成更小的體型，還降低了它們遷移到更合適環(huán)境的能力。研究支持在氣候變化下，隨著海洋變暖，魚類會(huì)變小的理論，但也揭示了令人擔(dān)憂的一面，即魚類不能像最初認(rèn)為的那樣通過(guò)有效地適應(yīng)進(jìn)化來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化。隨著海洋溫度比以往任何時(shí)候上升得更快，魚類將很快在進(jìn)化方面落后，最終難以生存。這對(duì)所有魚類和人類的糧食安全都有嚴(yán)重影響。因?yàn)槿祟愂秤玫脑S多物種在未來(lái)幾十年里可能會(huì)越來(lái)越少，甚至消失。

這項(xiàng)研究由智利干旱地區(qū)高級(jí)研究中心和英國(guó)雷丁大學(xué)主持，統(tǒng)計(jì)分析全球魚類分布的大型數(shù)據(jù)集來(lái)研究它們?cè)谶^(guò)去1.5億年的進(jìn)化。這項(xiàng)研究首次提供了確鑿的證據(jù)，證明歷史上全球溫度波動(dòng)是如何影響這些物種的進(jìn)化的。研究重點(diǎn)是鯡形目，一種分布在世界各地的高度多樣化的魚類，包含了漁業(yè)的重要物種，如鳀魚、大西洋鯡魚、日本沙丁魚、太平洋鯡魚和南美沙丁魚。然而，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)所有魚類都有影響。到目前為止，魚類只需要應(yīng)對(duì)每千年海洋平均溫度最高上升0.8℃的情況。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局報(bào)告的自1981年以來(lái)每10年0.18℃的升溫速率。

研究支持科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)的預(yù)期，即隨著全球變暖，魚類通常會(huì)變得更小，移動(dòng)得更少。因?yàn)樗鼈儽仨毤涌煨玛惔x，因此需要更多的氧氣來(lái)維持身體功能。這將對(duì)魚類種群造成影響，因?yàn)榇髠€(gè)體的魚類由于其能量?jī)?chǔ)備大能夠隨著氣候變化而移動(dòng)到更遠(yuǎn)的地方，而小個(gè)體魚類則難以找到有利的新環(huán)境。同時(shí)，研究反駁了因?yàn)檫z傳變異集中在局部地區(qū)，所以小個(gè)體魚類數(shù)量增加意味著更多的新物種出現(xiàn)的假設(shè)。相反，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，水溫升高會(huì)導(dǎo)致新變異的減少，從而使魚類失去另一個(gè)應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵武器。過(guò)度捕撈也被發(fā)現(xiàn)會(huì)使魚類體型變小，這意味著人類活動(dòng)給魚類增加了新的壓力。

楊林林譯自 UK： Climate change ‘double whammy’couldkillofffishspecies，ScienceDaily，2021－08－09

科學(xué)家揭示缺氧條件對(duì)海洋生物的影響

2017年9月，伍茲霍爾海洋研究所博士后MAGGIEJOHNSON與同事在巴拿馬加勒比海岸的博卡斯德爾托羅進(jìn)行了一項(xiàng)試驗(yàn)。他們?cè)谝黄察o、溫暖的開放海域下潛10ft（約3m，譯者注）后，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特殊的水層。那里陰暗、惡臭，有海蛇尾和海膽生活，但它們通常躲藏起來(lái)，棲息在珊瑚的頂部。這一獨(dú)特的觀察結(jié)果促成了一項(xiàng)合作研究，發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上的一篇論文分析了這片水層的構(gòu)成，以及對(duì)海底生命的影響。

JOHNSON表示，他們看到的是缺氧的海洋水域，這意味著該水域幾乎沒有氧氣。所有的大型生物都在試圖逃離這片缺氧水域，而那些無(wú)法逃離的就會(huì)窒息而死。之前從未在珊瑚礁上見過(guò)這種情況。這片水域之所以死氣沉沉是由少風(fēng)、較溫暖的水溫以及附近種植園的富營(yíng)養(yǎng)水共同造成的，所有這些因素促進(jìn)了水域分層。這些低氧水域開始擴(kuò)大，并侵犯附近較淺的棲息地。研究人員認(rèn)為，由于氣候變化和營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，全球海洋中的氧氣損失正在加速，但突然的缺氧事件如何影響熱帶海洋生態(tài)系統(tǒng)尚不清楚。過(guò)去的研究表明，溫度上升會(huì)導(dǎo)致珊瑚的物理變化，比如白化。當(dāng)珊瑚受到壓力時(shí)，就會(huì)驅(qū)逐生活在它們組織中的藻類。如果條件沒有改善，白化的珊瑚就會(huì)死亡。然而，熱帶地區(qū)氧氣水平下降引起的實(shí)時(shí)變化很少被觀察到。在局部范圍內(nèi)，缺氧事件對(duì)珊瑚礁構(gòu)成的威脅可能比導(dǎo)致大規(guī)模白化的變暖事件更嚴(yán)重。突發(fā)缺氧會(huì)影響所有需要氧氣的海洋生物，并能迅速破壞珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。研究人員報(bào)告說(shuō)，缺氧導(dǎo)致珊瑚白化和大規(guī)模死亡，造成50%的珊瑚損失，直到事件發(fā)生一年后才顯示出恢復(fù)的跡象，海底群落發(fā)生了劇烈變化。在低氧水域中，最淺的測(cè)量深度約為9ft（約2.7m，譯者注），距離博卡斯德爾托羅海岸約30ft（約9.1m，譯者注）。

那幸存下來(lái)的50%的珊瑚呢？JOHNSON和她的同事們發(fā)現(xiàn)，他們?cè)诓┛ㄋ沟聽柾辛_觀察到的珊瑚群落是動(dòng)態(tài)的，一些珊瑚有承受這些環(huán)境條件的潛力。這一發(fā)現(xiàn)為未來(lái)的研究奠定了基礎(chǔ)，未來(lái)可以研究哪些珊瑚基因型或物種已經(jīng)適應(yīng)了快速變化的環(huán)境，以及出現(xiàn)了哪些幫助它們茁壯成長(zhǎng)的特征。研究人員還觀察到，生活在珊瑚礁中的微生物在一個(gè)月內(nèi)恢復(fù)到正常狀態(tài)，而像海蛇尾這樣的大型生物則在這些條件下死亡。通過(guò)收集海水樣本并分析微生物DNA，他們得出這樣的結(jié)論：這些微生物不一定是適應(yīng)了環(huán)境，而是在“等待”時(shí)間，在低氧條件下繼續(xù)生長(zhǎng)。研究參與者，巴拿馬史密森熱帶研究所博士后JARRODSCOTT表示，微生物群落有著自己的群落結(jié)構(gòu)，如果氧氣突然消失，群落里的成員會(huì)發(fā)生演替。等到一段時(shí)間后，缺氧結(jié)束，氧氣回來(lái)，這個(gè)群落又會(huì)迅速恢復(fù)到以前的狀態(tài)。

SCOTT和JOHNSON一致認(rèn)為，人類活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致海水富營(yíng)養(yǎng)化和變暖，從而引起海水缺氧。沿海土地開發(fā)和農(nóng)業(yè)等活動(dòng)應(yīng)該進(jìn)行更好的管理及改進(jìn)，進(jìn)而減少缺氧事件發(fā)生的可能性。這項(xiàng)研究展示了在急性缺氧事件中珊瑚礁微生物群落的變化。珊瑚礁微生物對(duì)物理化學(xué)條件的變化反應(yīng)迅速，可以為自然界的物理和生物過(guò)程研究提供可靠的指示。事件結(jié)束后，研究發(fā)現(xiàn)珊瑚礁微生物群落從缺氧狀態(tài)變回正常狀態(tài)的過(guò)程，表明珊瑚礁微生物的恢復(fù)路徑是獨(dú)立的，與底棲生物脫離。這可能有助于開啟影響珊瑚礁群落其他方面恢復(fù)的關(guān)鍵微生物過(guò)程的研究。

楊林林譯自USA：Whathappenstomarinelife whenoxygenisscarce？ScienceDaily，2021－07－26

科學(xué)家呼吁全球共同保護(hù)珊瑚礁

一個(gè)代表全球數(shù)千名珊瑚科學(xué)家的國(guó)際研究小組呼吁全球決策者做出新的承諾并采取行動(dòng)保護(hù)和恢復(fù)珊瑚礁。2021年7月20日在國(guó)際珊瑚礁研討會(huì)上發(fā)表的一篇報(bào)告中，科學(xué)家們認(rèn)為，未來(lái)10年可能是決策者最后的機(jī)會(huì)，用來(lái)采取措施防止珊瑚礁“走向全球崩潰”。

這份由國(guó)際珊瑚礁協(xié)會(huì)（InternationalCoral ReefSymposium，ICRS）撰寫的報(bào)告提出了3種拯救珊瑚礁的策略：應(yīng)對(duì)氣候變化、改善當(dāng)?shù)貤l件和積極恢復(fù)珊瑚。俄亥俄州立大學(xué)地球科學(xué)教授，ICRS主席ANDRéAGROTTOLI表示，模型預(yù)測(cè)顯示，如果將全球變暖控制在1.5℃以內(nèi)，多達(dá)30%的珊瑚礁將在本世紀(jì)繼續(xù)存留。但如果要將升溫控制在1.5℃以內(nèi)，現(xiàn)在就必須行動(dòng)。模型顯示，只剩幾年的時(shí)間來(lái)減少二氧化碳排放。這必須在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，否則將無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。研究人員表示，珊瑚礁正處于一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)?，F(xiàn)在就停止并開始扭轉(zhuǎn)氣候變化，一些珊瑚礁可能會(huì)存活下來(lái)，未來(lái)它們可能會(huì)被重建，并提供種子讓其他地方的受損珊瑚礁重新生長(zhǎng)。從珊瑚礁的數(shù)量來(lái)看，如果現(xiàn)在不采取行動(dòng)，珊瑚礁的留存量將從30%下降到只有幾個(gè)百分點(diǎn)。GROTTOLI表示，在恢復(fù)珊瑚礁的問(wèn)題上，人類面臨著巨大的挑戰(zhàn)，若等到珊瑚礁的留存量只剩下幾個(gè)百分點(diǎn)的時(shí)候再開始恢復(fù)，就相當(dāng)困難了。

2021年，來(lái)自世界各地的決策者將通過(guò)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約方大會(huì)（COP26）和《生物多樣性公約》締約方大會(huì)（COP15），創(chuàng)建應(yīng)對(duì)這些危機(jī)的最新全球框架。ICRS期望這份報(bào)告能影響這些框架。報(bào)告向政策制定者提出了3個(gè)要求：致力于解決生物多樣性喪失和氣候變化對(duì)珊瑚礁的影響；確保相關(guān)政策足夠應(yīng)對(duì)這些危機(jī)；確保政策得到實(shí)施。從地方到國(guó)際機(jī)構(gòu)的各級(jí)治理中，應(yīng)在相關(guān)政策領(lǐng)域建立協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，包括在保護(hù)、管理和恢復(fù)方面的努力，以及制定應(yīng)對(duì)氣候變化適應(yīng)、生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展的政策。應(yīng)開發(fā)新方法以幫助珊瑚適應(yīng)氣候變化。全球變暖已經(jīng)來(lái)臨，珊瑚礁適應(yīng)氣候變化不可避免。小部分珊瑚礁和一些珊瑚品種已經(jīng)得到了成功管理，這為指導(dǎo)未來(lái)行動(dòng)提供了重要經(jīng)驗(yàn)，比如地方社區(qū)的參與如何改善管理成果等。美國(guó)國(guó)家自然歷史博物館史密森學(xué)會(huì)海洋科學(xué)名譽(yù)主席NANCYKNOWLTON表示，過(guò)去幾十年來(lái)氣候變化問(wèn)題一直很嚴(yán)峻，同時(shí)由于過(guò)度捕撈、環(huán)境污染和其他活動(dòng)，地球失去了大量珊瑚礁，人類需要解決這些問(wèn)題。解決氣候變化問(wèn)題很重要，但其他問(wèn)題也很重要，不能被忽視。沒有時(shí)間爭(zhēng)論哪個(gè)最重要，人類必須同時(shí)應(yīng)對(duì)所有這些問(wèn)題。

珊瑚礁是至關(guān)重要的生態(tài)系統(tǒng)，盡管其面積不到世界海洋面積的0.1%，但卻居住著大約三分之一的已知海洋物種。它們對(duì)當(dāng)?shù)氐募Z食供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展也至關(guān)重要。每年僅與珊瑚礁相關(guān)的旅游業(yè)就產(chǎn)生約360×108美元的收入，每年全球珊瑚礁的經(jīng)濟(jì)價(jià)值接近100000×108美元。它們是重要的生化化合物來(lái)源，包括治療癌癥的藥物。它們還能保護(hù)海岸免受風(fēng)暴洪水的侵襲：一個(gè)健康的珊瑚礁可以打破海浪，緩沖超過(guò)90%的海浪高度和能量。根據(jù)ICRS的報(bào)告，僅在美國(guó)及其屬地，珊瑚礁每年使1.8萬(wàn)人免受洪水影響，經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)18×108美元。研究人員估計(jì)，如果沒有珊瑚礁，每年洪水造成的損失將增加一倍以上，洪水事件發(fā)生量將增加69%。但珊瑚礁特別容易受到氣候變化的負(fù)面影響，氣候變化會(huì)導(dǎo)致海洋溫度上升和海水酸化。這些環(huán)境變化會(huì)導(dǎo)致珊瑚變白，停止生長(zhǎng)并死亡。關(guān)注非洲珊瑚礁和可持續(xù)發(fā)展的非營(yíng)利研究組織（CORDIOEastAfrica）負(fù)責(zé)人DAVIDOBURA表示，留給人們采取行動(dòng)幫助珊瑚礁適應(yīng)氣候變化，減緩氣候變化對(duì)珊瑚礁影響的時(shí)間已經(jīng)不多了?，F(xiàn)在需要大規(guī)模合作，在未來(lái)幾年甚至更久，在所有地區(qū)保持一致，發(fā)展創(chuàng)新的思維方式、方法和技術(shù)。最重要的是，需要每個(gè)人都采取行動(dòng)，依據(jù)科學(xué)家提供的方法和知識(shí)，共同拯救珊瑚礁。

楊林林譯自USA：Biodiversity，climatechangeand thefateofcoralreefs，ScienceDaily，2021－07－20