70.8海洋體實驗室
作者：黃玉霖
編輯：Gui
導語 /Introduction/
上回我們說到，珊瑚礁的建筑師們是一群可愛的珊瑚蟲們，它們在被稱為“海洋荒漠”的熱帶海洋中建造了龐大的珊瑚礁帝國。
要知道，帝國的建成絕非珊瑚蟲的“一蟲之力”可以做到的，其實珊瑚蟲得到了各方朋友的神助攻。
其中有一位朋友，十分擅長烹飪“能量大餐”，并且靠著這項技能幫珊瑚蟲解決了溫飽問題。這位寶藏朋友就是“蟲黃藻”。
探秘珊瑚蟲朋友圈之“超級大廚”蟲黃藻
瑚說八道
珊瑚界最佳——蟲黃藻牌私人晚宴！有了它，人間很值得！
黃褐色小點點就是蟲黃藻，住在珊瑚體內
圖片來源：《珊瑚顏色基礎》
01
蟲黃藻的神助攻“能量大餐”
帝國建筑師餓肚子？
蟲黃藻前來支援！
共生藻之蟲黃藻
圖片來源：上海光語生物科技有限公司
大部分珊瑚礁生態系統分布的地區被稱為“海洋荒漠”，和近岸海水比起來，這里的海水中營養鹽含量少，能養活的浮游植物和浮游動物都比較少。因此，即使珊瑚蟲是攜帶刺細胞武器的獵手，但是僅僅通過捕食浮游植物或者浮游動物顯然是不足以填飽肚子的。填不飽肚子，就不能得到充足的能量供應，珊瑚蟲還怎么繼續建造珊瑚礁帝國呢？別急，擅長烹飪“能量大餐”的蟲黃藻正前來支援！
蟲黃藻Tips，來這里劃重點噢~
Tip 1: 蟲黃藻是什么？
蟲黃藻在生物學分類上屬于甲藻門，蟲黃藻科，是一種單細胞的海洋藻類。
蟲黃藻的個體很小（直徑10微米左右），只有用顯微鏡才能看到。看，就是這些shi黃shi黃圓滾滾的小東西了。
顯微鏡下的蟲黃藻（來源：Todd C. LaJeunesse）
Tip 2: “單身”蟲黃藻與“共生”蟲黃藻
蟲黃藻在海水中自由生活的時候有兩條鞭毛，能夠借助鞭毛運動。而與珊瑚蟲共同生活的蟲黃藻鞭毛脫落，不再自由運動，而是宅居在珊瑚蟲體內（內胚層）。
圈圈里是蟲黃藻在珊瑚蟲體內生活的具體位置，科學家稱這里為珊瑚蟲的“內胚層”
（來源：Alexis Wiktorowicz-conroy）
“大廚”蟲黃藻，如何供應美味能量？
紅色的就是蟲黃藻
圖片來源：史瓦茲摩爾學院Duke Yin
蟲黃藻具有光合色素，能夠像我們熟知的陸地植物一樣進行光合作用，并合成光合產物。這些光合產物含有大量的葡萄糖和油脂，是生命活動的“燃油”，能為生命體提供大量的能量。除了滿足自身的生長需求，蟲黃藻還會大方地將90%以上的光合產物分享給珊瑚蟲，這些來自蟲黃藻的支援能夠滿足珊瑚蟲50-100%的能量需求。吃了蟲黃藻的“能量大餐”，珊瑚蟲就能在“海洋荒漠”中生長、繁殖，并充滿干勁兒地建設珊瑚礁帝國了。
作為回報，珊瑚蟲不僅讓蟲黃藻居住在自己身體內，給它們提供良好的生存環境，而且向它們輸送代謝產生的二氧化碳、無機氮、氨基酸和甘油等物質，這些物質能夠幫助蟲黃藻的生長，并促進它們的光合作用。另外，珊瑚蟲還會合成熒光色素蛋白用于吸收紫外線，從而為體內的蟲黃藻創造一層“黑膠遮陽傘”，保護蟲黃藻不被曬傷。
熒光色素蛋白在日常光線下不一定可見，不過在紫外燈照射下它們呈現出鮮艷的顏色（來源：Salwater Guy）
可見，珊瑚蟲和蟲黃藻之間是互幫互助的“共生”關系。依靠著彼此，珊瑚蟲和蟲黃藻共同走過了1.6億年慢長的進化旅程，并且成為了熱帶海洋中的生存王者。
02
友誼的小船，我們還能蕩多久？
然而，如今這對好朋友的億年友誼卻正在經受考驗。人們發現，近年來，有越來越多的蟲黃藻離開了珊瑚，而失去了大廚朋友的珊瑚只能在挨餓的生活里掙扎，有些撐不下去甚至生病、死亡。這到底是怎么回事呢？
環境變化下，漸生嫌隙的友誼
好奇的人類科學家對此做了不少研究，他們發現，極端氣候、全球變暖、海水富營養化等環境變化是造成珊瑚蟲和蟲黃藻關系破裂的重要因素。
珊瑚礁白化危機
圖片來源：大自然探索
比如水溫升高，會使得對溫度變化敏感的蟲黃藻突然吝嗇起來，不再像從前那樣無私地為珊瑚蟲提供“能量大餐”了。更強的升溫甚至會導致蟲黃藻細胞受損，連光合作用都無法正常進行。
而另一種環境壓力，即人類過度排放等因素引起的海水中營養鹽含量增加（富營養化），會使吃飽喝足的蟲黃藻在珊瑚蟲體內不受控制地大量繁殖，甚至會使蟲黃藻從之前和諧的“共生”關系逐漸轉變為蟲黃藻對珊瑚蟲的“寄生”，使珊瑚蟲倍感壓力。
健康珊瑚體內有蟲黃藻共生，珊瑚顏色偏黃；
環境壓力下蟲黃藻和珊瑚分離，珊瑚顏色偏白
（來源：Great Barrier Reef Marine Park Authority)
這些環境變化的最終效應，就是珊瑚蟲不堪重負，選擇排出體內的蟲黃藻，或者蟲黃藻離開了珊瑚蟲，總之就是友誼的小船說翻就翻，雙方大難臨頭各自“飛”。
珊瑚真的會死
圖片來源：UNSW
沒有快樂的“海底鬼城”
如果環境脅迫一直持續的話，珊瑚的挽留也無濟于事了，蟲黃藻無論如何無法恢復與珊瑚的共生。失去了蟲黃藻“能量大餐”的補給，珊瑚蟲會由于營養不良而出現生命的衰竭，這時候的珊瑚就進入了我們熟稱的“白化”階段。
白化的珊瑚失去了蟲黃藻的黃色，看上去是寂寞的蒼白色。失去了好朋友，珊瑚好像再也不能快樂了。
如果白化狀態一直持續得不到緩解，珊瑚的最終命運就是死亡。當大量的珊瑚死亡時，珊瑚礁帝國失去了自己的主人，其他珊瑚礁生物也紛紛離開，最終將成為一座沒有生命的“海底鬼城”。
白化的珊瑚礁（來源：James Gilmour）
今日知識點
（精華濃縮）
70.8珊瑚館丨珊瑚蟲的超級大廚
· 珊瑚蟲體內共生有它的好朋友——蟲黃藻
· 蟲黃藻能夠為珊瑚蟲提供富含葡萄糖、油脂等營養的“能量大餐”
· 珊瑚蟲和蟲黃藻之間是互幫互助的“共生”關系
· 環境變化產生的壓力可能造成共生關系破裂，進而造成珊瑚白化
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參考資料：
[1] Todd C. LaJeunesse. https://news.psu.edu/photo/318035/2014/06/10/symbiodinium-fitti
[2] Alexis Wiktorowicz-conroy.
https://algaeresearchsupply.com/pages/how-do-coral-get-their-zooxanthellae
[3] James Gilmour / Australian Institute of Marine Science. https://www.aims.gov.au/docs/research/climate-change/coral-bleaching/bleaching-events.html
[4] Muller-Parker G, D’Elia CF, Cook CB. Interactions between corals and their symbiotic algae [M] // Birkeland C. Coral reefs in the anthropocene. Dordrecht: Springer Netherlands, 2015:99-116.
[5] Bollate E, D’Angelo C, Alderdice R, et al. Optical feedback loop involving dinoflagellate symbiont and scleractinian host drives colorful coral bleaching [J]. Current Biology, 2020, 30: 2433-2445.
[6] Wiedenmann J, D’Angelo C, Smith EG, et al. Nutrient enrichment can increase the susceptibility of reef corals to bleaching [J]. Nature Climate Change, 2013, 3: 160-164.
[7] Baker DM, Freeman CJ, Wong JCY, et al. Climate change promotes parasitism in a coral symbiosis [J]. The ISME Jornal, 2018, 12: 921-930.
[8] Coral bleaching fact sheet. Great Barrier Reef Marine Park Authority.
[9] Salwater Guy. Fluorescent Light and Coral Health. http://www.reefland.com/2013/03/28/fluorescent-light-and-coral-health/
[10] Harry Baker. Colourful bleaching: solving a coral conundrum. https://marinemadness.blog/2020/05/28/colourful-bleaching-solving-a-coral-conundrum/
海洋代言人主題館—70.8珊瑚館，
館長Ming、副館長Gui與5位管理員
黃玉霖、林喆瀅、李思翰、張效琬、黃林霖
不定期為大家講述珊瑚的故事……
PS:發布周期不定，全看心情~
