鸟类做到了,蜜蜂做到了,甚至珊瑚物种都这样做

根据研究出版于BMC生态学。首席作者和TED高级研究员Kristen Marhaver解释了为什么这些发现对保护如此重要。

婴儿来自哪里?你可能会弄清楚这一点的答案。但在哪里珊瑚婴儿来自哪里?是的,这是正确的,珊瑚婴儿。

对于一些最常见的珊瑚礁珊瑚物种,科学家现在非常擅长研究他们的繁殖。但是,当它来到稀有和威胁的物种时,我们往往从一开始就开始:在哪里他们的婴儿来自哪里?这些珊瑚物种何时繁殖......以及如何?

BMC生态学本周,我的同事和我介绍了我们如何研究独特而重要的加勒比珊瑚物种,并且首次设法在实验室中提升他们的婴儿。

珊瑚的支柱Dendrogyra cylindrus.2014年底,美国政府将其列入“威胁”名单。柱状珊瑚在珊瑚礁上有重要的作用;通过建造又大又高的柱子(它们看起来像炼油厂的烟囱),它们不仅为鱼类形成栖息地和安全的避难所,而且还有助于减少风暴潮接近海岸时的能量。由于它们独特的形状和稀有,在加勒比海潜水时发现大型柱状珊瑚是一个特殊的时刻。

加勒比海的柱状珊瑚群落。
加勒比海的柱状珊瑚群落。
马克Vermeij

在加勒比海的一些地方,有数百种柱状珊瑚。然而,非常神秘的是,在加勒比海30多年的科学调查中,从未发现过这种物种的幼体。这给科学家和管理人员留下了许多问题:在哪里少年柱珊瑚?这个物种仍然可以复制吗?如果没有婴儿出生,我们如何帮助重建物种的群体?

培育一个难以捉摸的物种的挑战

我们的科学导师、同事和同行花了数年时间改进研究珊瑚繁殖的方法。在过去的几年里,通过将这些知识应用到柱珊瑚上,我们现在第一次成功地养育了它们的幼崽。这对这个物种来说是个好消息:它为我们提供了证据,证明这个物种实际上仍然能够繁殖。我们现在知道雄性和雌性住得很近,当它们相遇时,它们的配子仍然“工作”。

在加勒比海的一些地方,有数百种柱状珊瑚。然而,非常神秘的是,在加勒比海30多年的科学调查中,从未发现过这种物种的幼体。这给科学家和管理者留下了许多问题。

尽管如此,研究该物种呈现了许多挑战。Pillar Corals仅在8月和9月产卵,此类不同于大多数珊瑚种类的产卵。大多数产卵珊瑚是雌雄同体,其释放大束鸡蛋和精子,在每个束中一起包装多达50或100个鸡蛋。但在柱珊瑚的情况下,每个殖民地都是全男性或全部女性。

雌海龟将一个个微小的卵释放到海水中。雄性直接将精子释放到海水中。更复杂的是,它们不是同时做的;雌鸟要等到雄鸟产卵后才产卵。这使得研究更加困难;收集这些松散的卵子和自由产卵的精子比收集两者的大脂肪组合要困难得多。在这项研究中,我们花了两年时间才弄清楚如何收集材料和养育幼鱼。然后我们又花了一年的观察时间才完成这项研究。

第一眼看到一个少年

令人惊讶的是,分裂的胚胎发育得非常快,游动的幼虫也非常快地经历了附着和定居的过程,而定居的“珊瑚虫”存活得非常好,即使是在实验室里不是最自然的环境。根据我们对其他物种的研究,我们认为它们是脆弱的,但小柱状珊瑚定居者一直以其健壮性让我们惊讶!

这更好的消息;这意味着这种物种可能相对容易地在实验室中的更大数量升高,因此科学家可以研究对他们的生存至关重要的所有因素。它似乎是琐碎的,但对于研究珊瑚繁殖和幼虫生物学的科学家来说,只需获得我们的研究材料 - 珊瑚婴儿 - 首先需要大量的准备,护理和工作。只有经过几周的准备,潜水,睡眠和压力我们甚至可以到达开始用幼年珊瑚做实验!

第一眼看看少年柱珊瑚定居者,类似于小型法院杰斯帽
第一眼看看少年柱珊瑚定居者,类似于小型法院杰斯帽
克里斯汀Marhaver

因为我们从来没有在自然界中看到过非常微小的幼年柱珊瑚,我们在实验室中饲养的定居者的照片是第一张幼年柱珊瑚的照片。迷人的是,它们确实看起来很像它们的父母——它们有又大又胖的触须,白天它们会伸出来,每根触须的末端都有一个小球。有了这些肥胖的触须和身体周围的小骨杯,它们看起来就像非常小的宫廷小丑帽。

在我们的研究过程中,我们还在柱珊瑚产卵时间制作了第一个多年数据集。我们发现这个物种实际上在产卵行为方面是非常可预测的,甚至比一些珊瑚更好地研究了一些珊瑚。这是更好的消息,因为它意味着科学家在未来几年的恰当地区在正确的时间内水下会很容易,以便从这个物种中学习和收集配子。

保护物种

除了对其他科学家有益外,我们的新研究能帮助保护这种濒危物种吗?它可能!除了与其他加勒比珊瑚研究人员分享新的研究工具外,我们现在还可以把一些定居者迁回珊瑚礁。我们不知道这有多容易,可能需要数年时间才能真正起作用,但现在我们可以开始试验不同的策略。

我们还无法重建一个珊瑚礁的珊瑚礁,但我们每次在小规模上尝试这个时都会了解他们的需求。我们使用人类体外施肥的类比;这是困难和昂贵的,而不是制作婴儿的首选策略,但我们可以对一些非常宝贵的婴儿产生差异,并了解了很多关于在过程中每个日益增长的宝宝所需的东西。

珊瑚柱的特写,露出触须。
珊瑚柱的特写,露出触须。
克里斯汀Marhaver

总的来说,这项研究给了我们很多充满希望的理由。这意味着这种受到威胁的独特珊瑚物种仍然可以繁殖,并且有可能成为一种相当合作的研究物种。尽管它们在野外面临许多威胁,但我们可以对它们的未来持谨慎乐观的态度。任何时候当你有一个濒危物种成功地制造了婴儿,你都有理由微笑。

因为我们在热带岛屿上工作,我们知道海洋资源管理人员可以获得如何获得最佳,最可靠的保护和管理信息。因此,我们非常热衷于在开放访问期刊中发表了这项研究。事实上,我们甚至没有暂停以考虑以闭合访问格式发布此操作!

我们认为这对珊瑚礁的未来来说太重要了,以隐藏在付费窗背后的重要珊瑚保护研究。令人鼓舞的是,在珊瑚礁领域,我们看到研究人员选择在开放获取期刊上发布越来越多的守恒相关的研究。未来几年,我们希望看到这种趋势和婴儿珊瑚继续发展。

访问克里斯汀相片画廊关于科学家如何研究珊瑚产卵

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