说起珊瑚，大家可能马上会想起雄伟绚丽的珊瑚礁。在珊瑚虫这种美丽的刺胞动物死亡后，骨骼沉积下来后便成为了绚丽的珊瑚石，当沉积时间长达数百年到数万年，才会形成在生态系统中占有重要地位的珊瑚礁——它们占全球海洋面积不到0.1%，却涵养了多达32门的动物（动物界一共34门，热带雨林所涵养的动物也不过9门）。然而，珊瑚礁也是脆弱的，气候变化、过度捕捞鱼类、自然灾害等原因都会对其造成破坏。珊瑚礁受到破坏后，便会由珊瑚虫幼虫进行修复，它们会形成新的珊瑚来对礁群进行弥补。
不过，近日发表在《科学》杂志上的一项研究首次发现，这些对礁群修复有着关键作用的珊瑚虫，在幼体时期选择“定居地”时，有着明显的偏向性——它们更喜欢到富有珊瑚礁鱼群的健康礁体上安家落户，而不是选择有过多海藻的地方。
在人们的印象中，珊瑚虫这类生物总是随波逐流。但新研究表明，它们会对在哪“安家”的问题做出自己的选择。Danielle Dixson/ news.sciencemag.org
这种选择和草食性鱼类有着莫大的联系：完整的鱼类群落有助于平衡海藻数量，帮助礁体恢复，但某些海藻会排斥鱼类和珊瑚幼体，促使珊瑚礁退化。珊瑚虫、鱼类、海藻的“三角关系”，将对今后的珊瑚礁海事保护区的策略制定有着重要的参考价值：过度捕捞鱼类，将对珊瑚礁的退化造成不可估量的毁灭性打击。果壳网就此对文章的第一作者丹妮尔·L·迪克森（Danielle L. Dixson）进行了专访。
“鱼和珊瑚虫的幼体能够区分这些不同来源的水，而来自海洋保护区（MPA）与非海洋保护区（non-MPA）的水分别含有不同的化学信号。”迪克森向果壳网介绍道。海洋保护区（MPA）具有相对良好的珊瑚礁生态，礁群以珊瑚虫为主（coral-dominated），非保护区（non-MPA）的珊瑚礁退化比较严重，礁群以海藻为主（seaseeds-dominated）。珊瑚虫的浮浪幼体有着较高的组织细胞复杂性与生化复杂性，能通过感知不同水的中的化学物质判断“此处是否宜居”。
在室内实验中，研究人员使用了三种珊瑚虫，分别是多孔鹿角珊瑚（Acropora millepora），鼻形鹿角珊瑚（A. nasuta）以及细枝鹿角珊瑚（A. tenuis），并分别提取了来自保护区与非保护区的水，在实验室里用一种具有两个管腔的水槽（atema flume）中对三种珊瑚的浮浪幼体进行了实验——它们可以自主选择游向哪种海水。结果显示，选择游向保护区（MPA）水的珊瑚幼体数量是游向非保护区（non-MPA）的5.6倍。这种差异是由非保护区海水中，海藻叶片上的亲脂性异种化感物分子导致的，珊瑚虫并不喜欢这类会对它们造成伤害的物质，因此演化出了规避这类海藻的生存策略。
大团扇藻（Padina gymnospora）、褐藻（Sargassum polycystum）和丝状乳节藻（Galaxaura filamentosa）等常见藻类都是不受珊瑚欢迎的对象。研究人员还发现，珊瑚虫不喜欢那些藻体庞大的海藻，排斥程度甚至甚于一些对珊瑚虫有毒但是体积不大的种类。
三种“不受欢迎”的海藻。从左至右依次是大团扇藻、褐藻、丝状乳节藻。图片来源：Danielle L. Dixson, et al. (2014) Science.
而对鱼类的实验也得出了和珊瑚相似的结果：珊瑚礁鱼类的幼体并不喜欢那些来自珊瑚礁退化、以海藻为主的水域的水，它们对水中含有的化学信号分子相当敏感，对健康水域有着压倒性的选择偏好。“我们在实验中测试了来自6科15种的不同鱼类，并且涵盖了食草类鱼、食浮游生物鱼类与食肉鱼类。”迪克森告诉果壳网。在实验中，15种鱼类（n=20）对来自海洋保护区的水表现出的偏好达到对非保护区水的8倍之多。此外，实验人员使用褐藻浸泡后的保护区水再次进行实验，发现与普通的保护区海水相比，经过褐藻浸泡的水对鱼类的吸引力减少了86%。对珊瑚虫进行实验中，该项数据则下降了81%。鉴于幼鱼与珊瑚表现出了极其相似的好恶选择，迪克森推测二者感受到的化学信号可能是一致的。
此外，对鱼群和珊瑚虫进行的室内实验结果也与野外环境下的观察相一致，迪克森对此很欣慰：“我想实验中最有意思的地方就是，我们发现野外数据与室内水槽实验结果能很好地互相印证。”这也就说明，海藻对礁群鱼类以及珊瑚虫的影响会传递到整个珊瑚礁生态系统。对珊瑚礁的生长和保持来说，海藻是一种负影响因素，在正常情况下，礁群鱼类和珊瑚虫所代表的正影响因素是能保持优势的，但由于目前过度捕捞鱼群的现象十分严重，对珊瑚虫有害的海藻在缺乏草食性鱼类的情况下大量繁殖，珊瑚虫以及新一代幼鱼因而无法在该区域“定居”。这些现象将导致被破坏的珊瑚礁无法及时被珊瑚虫弥补，最后使整个礁群得到毁灭性打击。这让研究团队感到十分忧虑：我们现在所进行的仅仅是设立保护区的措施可能远远不足以弥补之前被损坏的珊瑚礁。
珊瑚礁生态系统进行保护时，人们还需要考虑珊瑚幼虫，鱼类和海藻之间的“三角关系”。图片来源：呆毛狮王
迪克森团队今后的工作会进一步研究如何去除礁群上的成片海藻，以及它们是如何具体影响珊瑚恢复的。“设立保护区真的是我们去保护珊瑚礁生态系统的唯一的工具了，在很多地区这也是一个很好的方法。但这次的研究十分强调。保护区与非保护区的栖息条件有相当大差距，我们需要更多额外的努力投入在这些地方。”她说。（编辑：Calo）
参考文献：
- Danielle L. Dixson, David Abrego, Mark E. Hay. Chemically mediated behavior of recruiting corals and fishes: A tipping point that may limit reef recovery. (2014) Science : Vol. 345 no. 6199 pp. 892-897 DOI: 10.1126/science.1255057
- Douglas B. Rasher. Macroalgal terpenes function as allelopathic agents against reef corals. (2014) PNAS: Vol. 108 no. 43, 17726–17731, doi: 10.1073/pnas.1108628108