北京
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（來源：環(huán)球網(wǎng)資訊）
來源：科技日報
科技日報記者 吳純新 通訊員 王俊芳
近日，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)微生物與環(huán)境全國重點實驗室陳中強教授團隊聯(lián)合德國埃爾朗根—紐倫堡大學(xué)、英國布里斯托大學(xué)團隊，通過系統(tǒng)收集并修訂顯生宙珊瑚化石大數(shù)據(jù)，結(jié)合先進的貝葉斯生滅模型，模擬揭示了珊瑚與光合微生物之間的共生關(guān)系在長達(dá)五億年地質(zhì)歷史中的演變規(guī)律。相關(guān)研究成果以《光共生在珊瑚演化中的條件性優(yōu)勢》為題，在《美國科學(xué)院院刊》在線發(fā)表。
生物的成功離不開有利性狀的創(chuàng)新與演化，對于現(xiàn)代熱帶海洋中的珊瑚，與蟲黃藻建立互惠共生關(guān)系，是其占據(jù)生態(tài)優(yōu)勢的關(guān)鍵。蟲黃藻通過光合作用為珊瑚供給能量，支撐珊瑚快速造礁、搶占海洋生態(tài)優(yōu)勢位。但本次研究證實，珊瑚的光共生生態(tài)優(yōu)勢存在明顯的階段性，并非貫穿整個演化歷史。
研究團隊依托貝葉斯演化重建模型、多變量生滅模型，還原了數(shù)億年來珊瑚種群的演化動態(tài)。結(jié)果顯示，珊瑚生態(tài)格局曾發(fā)生重大轉(zhuǎn)折：古生代海洋中，不依賴光合作用的非光共生珊瑚占據(jù)絕對主導(dǎo)地位；直至中生代，光共生珊瑚才逐步崛起，并在新生代徹底成為海洋珊瑚群落的主流類群。
研究團隊負(fù)責(zé)人陳中強解釋，中生代是珊瑚演化的關(guān)鍵分水嶺。此前，海水溫度、海水化學(xué)條件等外部環(huán)境是決定珊瑚存亡的核心因素，環(huán)境劇變可直接重創(chuàng)珊瑚種群；此后，海洋環(huán)境趨于穩(wěn)定，種間競爭、群落生態(tài)結(jié)構(gòu)等生物內(nèi)部相互作用成為主導(dǎo)因子，珊瑚與蟲黃藻的共生優(yōu)勢才真正被激活，推動光共生珊瑚大規(guī)模擴張。
本次研究還發(fā)現(xiàn)一項顛覆性規(guī)律：顯生宙內(nèi)珊瑚滅絕率與海水溫度的關(guān)聯(lián)發(fā)生系統(tǒng)性反轉(zhuǎn)。古生代時期，海水高溫會顯著提升珊瑚滅絕風(fēng)險，溫度與滅絕率呈正相關(guān)；進入中新生代后，二者關(guān)系逆轉(zhuǎn)為負(fù)相關(guān)，溫和升溫反而成為珊瑚繁衍擴張的有利條件。這也證明，珊瑚本身適配溫暖海洋環(huán)境，卻無法承受快速極端升溫。
“現(xiàn)代珊瑚礁的繁盛，從來不是單一生物進化性狀造就，而是生物演化創(chuàng)新與地球長期環(huán)境變化雙向適配的結(jié)果。”陳中強表示，以往我們片面認(rèn)為共生關(guān)系永遠(yuǎn)利好珊瑚，卻忽略了環(huán)境變遷會徹底改寫生物生存規(guī)則。
當(dāng)前，全球變暖引發(fā)珊瑚大規(guī)模白化，海洋酸化持續(xù)侵蝕珊瑚骨骼，全球珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化。該研究指出，不同珊瑚類群應(yīng)對環(huán)境脅迫的能力差異顯著，珊瑚生存篩選規(guī)則會隨環(huán)境動態(tài)變化。
（受訪單位供圖）
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