《Communications Earth & Environment》文章：大堡礁建造珊瑚物种内部的热耐受性差异

研究背景：

珊瑚礁作为生态系统的重要组成部分，正面临全球气候变暖和海洋热浪等前所未有的威胁。这些威胁导致珊瑚白化和死亡，对珊瑚礁生态系统的功能和生物多样性产生严重影响。珊瑚对热应力的耐受性在不同物种和个体之间存在显著差异，这种耐受性的差异对于珊瑚的进化适应和生存至关重要。然而，珊瑚热耐受性的地理分布和决定因素在个体到生态系统尺度上仍不甚了解。

研究内容：

本研究旨在量化大堡礁中Acropora hyacinthus物种复合体的热耐受性变异，并探讨这些变异的驱动因素。研究者通过对569个个体进行急性热应激实验，测量了珊瑚的光合作用效率（Fv/Fm）和叶绿素含量（NDVI），并计算了热耐受性指标，包括绝对热耐受阈值（ED50）和在高温胁迫下保留的性能比例。

研究方法：

研究者从大堡礁的17个珊瑚礁上采集了Acropora hyacinthus的样本，并在实验室中对这些样本进行了急性热应激实验。实验中，珊瑚碎片被暴露在不同的温度处理下，以模拟珊瑚在自然环境中可能遇到的热应激。通过测量珊瑚在热应激后的光合作用效率和叶绿素含量，研究者能够评估珊瑚的热耐受性。此外，研究者还利用基因组数据对珊瑚进行了物种鉴定，并分析了珊瑚的共生藻类群落组成。

研究结论：

研究发现，Acropora hyacinthus物种复合体的热耐受性在大堡礁上存在显著的地理变异，耐受性阈值在不同地点之间差异可达7.3°C。这种变异与珊瑚的局部适应和对历史及近期热历史的适应有关。然而，珊瑚礁内部的变异有时大于不同珊瑚礁之间的变异，且这种内部变异很大程度上无法通过环境因素、假定的宿主物种或共生藻类群落来解释。这表明，珊瑚礁内部的热耐受性差异可能主要受其他因素影响，如适应性基因组变异。研究结果对于指导保护和修复行动具有重要意义，包括选择具有增强热耐受性的个体进行选择性繁殖。研究还发现，即使在死亡的珊瑚中，也存在对珊瑚礁生物群落至关重要的栖息地，这些死亡的珊瑚提供了超过80%的珊瑚礁多样性，因此不应自动被视为修复失败的指标。研究建议，未来的保护和修复工作应考虑这些因素，以更有效地保护和管理珊瑚礁生态系统。

来源：Communications Earth & Environment