科学家揭开珊瑚发生同步产卵现象的关键因素

珊瑚在海洋生态系统中发挥着至关重要的作用，与许多生物一样，它们正受到气候变化和其他人类活动的威胁。要想更好地保护珊瑚，首先必须了解它们，特别是它们每年仅有一次的繁殖生命周期。研究人员首次根据各种环境因素建立了珊瑚产卵模型。他们通过利用水族箱这一经常被忽视的水生知识来源来实现这一目标。

用于装饰和研究的珊瑚

珊瑚生物学与繁殖

鉴于珊瑚的分支形状或挥舞的卷须，你会把它们想象成海洋中的树木。但实际上，它们是由小海葵组成的群落，其中一些形成了坚固的结构，这通常就是我们在珊瑚礁中看到的熟悉形状。由于它们不是植物，因此不使用种子繁殖，而是像动物一样用卵子和精子繁殖。不过，它们的繁殖方式很神秘，也很少见。

产卵前的 Acropora 珊瑚。图片来源：©2024 Maruyama Lab

珊瑚产卵事件的启示

东京大学综合生物科学系副教授丸山伸一郎说："珊瑚集体产卵是指珊瑚在满月后的几天内同步释放卵子和精子，这是世界上最壮观的繁殖活动之一。然而，尽管进行了几十年的研究，同步产卵的环境驱动因素仍不清楚。珊瑚产卵的数据非常稀少，通常每年只有一次。将如此稀少的数据放入一个能够解释整体产卵模式的模型中一直是不可能的，但我们终于找到了一种可行的方法。"

珊瑚产卵研究面临的挑战

直接在珊瑚的自然栖息地研究珊瑚产卵在理论上是可行的，但在实践中却极具挑战性。研究人员需要在珊瑚床周围安装各种类型的坚固环境传感器，并每天潜水进行观察。这既昂贵又不切实际，而且风险很大，尤其是在夜间和恶劣天气下。

Maruyama和他的团队寻求另一种方案，并找到了水族馆的形式，特别是冲绳 Churaumi 水族馆。

产卵后的 Acropora 珊瑚。图片来源：©2024 Maruyama Lab

来自水族馆的宝贵数据

Maruyama 说："冲绳 Churaumi 水族馆保存了 Acropora 珊瑚（一种常见于日本最南端冲绳县的造礁珊瑚）15 年的珊瑚产卵记录，但这些数据以前从未被用于此类研究。通过收集、解释和查询这些数据，我们发现珊瑚利用降雨、太阳辐射和水温等多种环境输入来调整产卵时间，并使之同步，以达到产卵高峰期。水温似乎是决定每年机会窗口的主要触发因素"。

未来研究与应用

这项研究具有潜在的应用价值，如更准确地预测珊瑚产卵和评估可能影响珊瑚繁殖的环境变化。了解珊瑚的繁殖活动对于维护珊瑚礁生态系统和保护相关海洋生物至关重要。但是，既然水族馆可以提供研究人员通过实验和观察难以获得的珍贵数据，为什么以前没有进行过这方面的探索呢？

"水族馆是研究资源的宝库，拥有大量未经开发的宝贵数据。另一方面，一些科学家倾向于认为水族馆不能真正反映自然，也不像实验室那样井井有条。我们对这种认识上的差距以及那些被隐藏、被忽视、有时甚至被忽视的可能性感到着迷。在这里，我们分析了过去的数据，建立了一个符合这些数据的模型。下一步，我们计划制作一个数学模型，以预测未来自然界中的产卵事件。"