发育良好生机盎然的珊瑚礁,生物多样性可媲美陆上的热带雨林,其中作为造礁主力的造礁珊瑚就如森林之中郁郁葱葱的各态树木。根据《亚洲环境白皮书2000》,琉球群岛周边的珊瑚礁中生存着约400种造礁珊瑚,略多于约350种造礁珊瑚的著名的大堡礁;楚克群岛(Chuuk)、帕劳群岛(Palau)以及波纳佩岛(Pohnpei)的发达珊瑚礁中也有高达300种以上造礁珊瑚。
冲绳庆良间诸岛珊瑚礁一景 多种造礁珊瑚占据着礁石表面。图片:千野Youko
面积有限的珊瑚礁中,生长缓慢而寿命成迷的造礁珊瑚在如何为生存空间而战,甚少人了解。作为2017年最后一篇珊瑚介绍的主角,中华扁脑珊瑚Platygyra sinensis,是一种生长缓慢而坚毅、外形圆润却能抗争的造礁珊瑚。今天,我们就通过它,来看看造礁珊瑚间的战争。
“脑沟回”外露的动物
中华扁脑珊瑚是由许多只珊瑚虫相连形成群体结构的群体性珊瑚,群体形状常为半圆形,珊瑚虫所建造的表面看起来就像脑部沟回。正是因为这独特的“脑纹”,一般人常将整个扁脑珊瑚属Platygyra内的珊瑚称为脑珊瑚(Brain Coral)。分类学家们也是依靠辨别各种形态的“脑纹”来区分属内不同种珊瑚的。
中华扁脑珊瑚的谷结构。图片:Australian Institute of Marine Science
你可能会对中华扁脑珊瑚的国姓感兴趣,那是由于标本种来自中国海域。但实际上,中华扁脑珊瑚在印度洋沿岸、太平洋西岸皆有分布。与绝大多数造礁珊瑚一样,它们的幼虫一旦选定落脚之处,就终其一生不再移动,在礁池之中或是礁岭之上生长。
为光线、水流而战
如果你看过前面几篇介绍珊瑚的文章,你一定知道,造礁珊瑚这类动物体内共生着虫黄藻,它们既利用共生藻光合作用来制造生长所需的有机物,也用自身那布满刺细胞的触手捕捉海水中的浮游生物。因此,珊瑚之间的斗争,便主要集中在两点:光线、水流。
中华扁脑珊瑚Platygyra sinensis。图片:Andre Seale
充足的光线能够使得共生藻正常生长并且为珊瑚提供能源;而良好的水流环境不仅意味着随水而来的浮游生物,也是珊瑚进行呼吸的保障,以及带走排泄物、分泌物的动力。“落脚定终生”的造礁珊瑚想要长久地生存下去,光线和水流可谓是缺一不可。
战斗开始了
粗略一想,似乎长得快并且显得茂密的珊瑚在珊瑚礁中更有优势,它们能更容易地获得更多阳光,也能截挡身边其他珊瑚的水流。鹿角珊瑚Acropora正是靠长势较快、容易遮挡光线的优势打压别种珊瑚的。中华扁脑珊瑚看上去可不像是战斗力强的角色,它们生长速度缓慢,群体形态无棱无角。但,不要小看它们。夜色中,中华扁脑珊瑚的战斗开始了。
精巧扁脑珊瑚P. daedalea的捕食触手(左)与清除触手(右)。图片:Lapid E D et al./ Marine Ecology Progress Series(2004)
和上图的精巧扁脑珊瑚P. daedalea一样,中华扁脑珊瑚可以将平时用来捕食的触手(feeding tentacle)转化为一种特殊形态的清除触手(sweeper tentacle),并趁着夜色伸出,以此伤害临近的珊瑚。这种特殊形态的清除触手可以伸长至普通触手的10倍,并将大量刺细胞集中于触手尖端,达到杀伤力和攻击距离的最大化。
精巧扁脑珊瑚P. daedalea(左)攻击相邻的板叶角菊珊瑚Favites complanata(右)。图片:Lapid E D et al./ Marine Ecology Progress Series(2004)
当邻居的珊瑚生长至扁脑珊瑚的攻击范围之内时,前者分泌的化学物质或者是直接触碰会刺激扁脑珊瑚,扁脑珊瑚直面敌侧的触手便会在2~3周之内转变为长而尖端膨大的清除触手,并随着水流击打入侵者。邻居受到攻击的珊瑚组织会逐渐坏死,露出白色的骨骼。在完成杀死入侵者的任务之后,这些清理触手将在数周之内重新恢复为普通的触手形态继续日常捕食的工作。
受到攻击的邻居(上)露出了白色的骨骼(图片正中)。图片:Lapid E D et al./ Marine Ecology Progress Series(2004)
不过,扁脑珊瑚强力的清除触手也不是永远好用。珊瑚研究者Lapid等人的实验发现,在面对多孔螅Millepora时,扁脑珊瑚清除触手的杀伤力就远没有对战角蜂巢珊瑚Favites与小星珊瑚Leptastrea时那般卓越。
对这颗浑圆“大脑子”的印象是不是变成了这样?绘图:翼狼Elang
同时,他们也观察到,扁脑珊瑚并非只在面向入侵珊瑚的那一侧伸出清除触手,大型群体中不同区域的扁脑珊瑚虫会随机形成少量清除触手。研究者们相信,这些随机发生的清除触手不是用于进攻而是更偏向于探测和防御。它们在水流中摆动,探测着群体周围约10cm的距离内是否还有其他的珊瑚,好预备自己群体未来的生长空间。
珊瑚们的“秘密武器”
那么,这种将普通触手转化为清除触手以进行攻防的能力是否只是扁脑珊瑚独有的呢?也不尽然,研究者已经陆续在菊花珊瑚Goniastrea、棘星珊瑚Acanthastrea、蜂巢珊瑚Favia、角蜂巢珊瑚Favites、盔形珊瑚Galaxea等多属中发现了相似的触手特化能力。
盔形珊瑚Galaxea在无接触它种珊瑚的情况下随机伸出的清除触手。图片:千野Youko
即使没有这种清除触手的攻防手段,其他种类的珊瑚多少还拥有其他进攻方式,如隔膜丝(mesenterial filament)、清除型珊瑚虫(sweeper polyp)等,一些造礁珊瑚甚至会释放出带有刺细胞的分泌物去伤害其他的珊瑚组织。
碓珊瑚(Hydnophora)的隔膜丝缠住并杀死了至少三分之一的鹿角珊瑚(Acropora)。图片:Gudmundur Geir
无论采取何种方式,珊瑚们都在进化的道路上发展出了自己的“武器”用以在珊瑚礁中开辟一方天地。或许,与珊瑚相似,在拥挤的人类社会中,每一个人也都应有属于自己一技之长,才能立足长久。今年这最后一篇珊瑚,不求详述一物,但求格物致知,希望大家喜欢。
本文是物种日历第3年的第357篇文章,来自物种日历作者@千野youko。
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