近年来珊瑚白化及其进一步引起的珊瑚礁生态退化现象愈发严峻。珊瑚白化的主要表现是其体内共生的虫黄藻数量或虫黄藻的色素大幅度减少，而虫黄藻光合作用的产物是珊瑚的主要能量来源，因此，从能量的角度来看，珊瑚白化意味着其能量来源的减少。前人的研究表明，珊瑚共生的虫黄藻密度在一年内随着温度的变化呈现出显著的季节性波动，通常在夏季虫黄藻的密度最低。虫黄藻密度季节性波动必然引起能量供给的周期性减少，那么，珊瑚是如何应对能量供给减少的问题呢？研究这一问题将有助于揭示珊瑚应对高温白化的能力和潜力。

针对上述科学问题，本文于2020年春季（3月）和夏季（6月）对南海西沙群岛进行了科学考察，采集了珊瑚样品，包括对高温耐受性较强的块状蜂巢珊瑚Favia palauensis和滨珊瑚Porites lutea，以及对高温耐受性弱的枝状鹿角珊瑚Acropora millepora和鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis。室内测定了其生理参数，包括虫黄藻密度、叶绿素a含量、组织生物量、脂质含量和脂质占比，以及可以指示自养光合作用及异养摄食作用相对强度的稳定碳同位素指标（δ¹³C_z、δ¹³C_h），基于测试结果探究了造礁珊瑚能量供给模式的季节性变化特征。结果显示：（1）夏季，4种珊瑚的共生虫黄藻密度及其δ¹³C_z值均降低，意味着虫黄藻密度的减少确实导致了其光合作用强度的降低。（2）夏季，块状珊瑚F. palauensis和P. lutea的△^{h-z 13}C（△^{h-z 13}C=δ¹³C_h－δ¹³C_z）值显著降低（p＜0.05），意味着其异养摄食强度显著升高；而枝状珊瑚A. millepora和P. damicornis的△^{h-z 13}C值降低不显著，意味着其异养摄食强度没有发生大的变化；（3）夏季，枝状珊瑚A. millepora和P. damicornis的脂质百分比（脂质/组织干重）分别下降了19.9%和17.2%，而块状珊瑚F. palauensis和P. lutea的脂质百分比下降的幅度分别为2.1%和2.5%，明显低于枝状珊瑚。

基于以上结果，本文得出当夏季高温导致珊瑚共生虫黄藻密度降低时，不同珊瑚属种具有不同的能量维持机制。块状珊瑚，如F. palauensis和P. lutea，更多地依靠提高异养摄食功能来补充能量；而一些枝状珊瑚，如A. millepora和P. damicornis，则更加依赖消耗自身的脂质储备来弥补能量供给的不足。

该研究结果为深入理解环境胁迫下，不同属种珊瑚的能量维持机制提供了新的依据，也为进一步理解不同属种珊瑚的环境适应能力提供了新的思路。该研究成果发表在海洋生态学经典刊物Marine Ecology Progress Series上，第一作者为许慎栋博士。（许慎栋/文 论文原文/图 周剑/编辑 余克服/审核）

文章具体信息如下：

Xu S, Men Z, Yu K, Chen H, Mo H, Chen B, Qin Z (2022). Interspecific differences in the response of coral trophic status to the decrease in symbiotic zooxanthellae in summer. Marine Ecology Progress Series, 694:73-87.  https://doi.org/10.3354/meps14108

珊瑚生理参数的季节差异，以及3月、6月碳同位素值的种间差异

字母a，b和a'，b'分别表示3月、6月珊瑚种间差异的比较。4种珊瑚的虫黄藻密度、叶绿素a含量、脂质含量、脂质百分比、δ¹³C_z、△^{h-z 13}C在6月均低于3月。块状珊瑚F. palauensis和P. lutea与枝状珊瑚A. millepora和P. damicornis的δ¹³C_z、△^{h-z 13}C在3月、6月均存在种间差异，但是只有△^{h-z 13}C在6月份的种间差异具有统计学意义。

论文首页