根據(jù)佛羅里達(dá)州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)新研究，加勒比地區(qū)曾經(jīng)豐富的海膽物種的持續(xù)喪失也可能導(dǎo)致該地區(qū)珊瑚礁中各種珊瑚物種的功能滅絕。

長期以來，海膽物種Diadema antillarum一直被認(rèn)為是加勒比地區(qū)最重要的食草動(dòng)物，以藻類為食，否則藻類會(huì)侵占珊瑚礁，使珊瑚難以茁壯成長。但過去40年的兩次死亡事件導(dǎo)致大部分海膽死亡。

由FSU生物科學(xué)教授Don Levitan領(lǐng)導(dǎo)的新研究表明，由于海膽死亡，這些無藻區(qū)的喪失正在威脅到加勒比珊瑚礁中珊瑚的存在。

這項(xiàng)工作將于本周發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

Levitan與合作者、加州州立大學(xué)北嶺分校教授Peter Edmunds自1983年首次前往美屬維爾京群島圣約翰(St. John)以來，一直在收集關(guān)于D. antillarum的數(shù)據(jù)，記錄該物種的種群密度，并通過1983-1984年和2022年的大規(guī)模死亡事件對其進(jìn)行跟蹤。

“我們的研究提供了最完整的長期數(shù)據(jù)集，涵蓋了這40年的時(shí)間和兩次死亡事件，”Levitan說。“使用Edmunds關(guān)于珊瑚豐度和群落結(jié)構(gòu)的年度數(shù)據(jù)，我們看到了珊瑚礁如何變化的黑白圖像。由于這個(gè)廣泛的數(shù)據(jù)集，我們將能夠比較該物種未來種群的軌跡，并能夠?qū)⑵渑c第一次死亡事件進(jìn)行比較。

1983年，圣約翰的海岸線上擠滿了D. antillarum的有毒脊椎冠，但六個(gè)月后，一種未知的水病原體在加勒比海，墨西哥灣和西大西洋的整個(gè)范圍內(nèi)消滅了99%的物種。結(jié)果，Levitan觀察到研究地點(diǎn)的藻類濃度增加了3，000%。

“由于去除了一種海膽物種，該地點(diǎn)在短短六個(gè)月內(nèi)從一個(gè)被藻類擦洗干凈的珊瑚礁變成了一個(gè)完全長滿藻類的珊瑚礁，”列維坦說。“整個(gè)加勒比地區(qū)的珊瑚豐度也大幅減少。

在接下來的八年里，被調(diào)查地點(diǎn)的安提拉魯姆種群密度增加了10倍，但沒有進(jìn)一步恢復(fù)。只有小口袋的D. antillarum在淺水區(qū)幸存下來，放牧并提供無藻區(qū)供珊瑚幼蟲附著，在珊瑚礁中建立自己并繁殖。同年，整個(gè)加勒比地區(qū)的珊瑚覆蓋率接近近代以來的最低值。海膽以前以每平方米約15只的速度出現(xiàn)，但減少到每米約1只。

2022年，第二次大規(guī)模死亡事件席卷了美屬維爾京群島和加勒比地區(qū)的許多地區(qū)，使本已稀疏的安地利亞魯姆群島人口又減少了98.4%。

Levitan和他的團(tuán)隊(duì)測量了美屬維爾京群島國家公園已建立地點(diǎn)的D. antillarum豐度和體型，以確定個(gè)體增長率的模式，并確定現(xiàn)有群落中新珊瑚的建立并估計(jì)珊瑚死亡率。該小組還檢查了在無藻區(qū)D. antillarum占據(jù)的區(qū)域內(nèi)外的大量幼年珊瑚。

NSF生物海洋學(xué)項(xiàng)目主任丹尼爾·桑希爾(Daniel Thornhill)贊揚(yáng)了研究團(tuán)隊(duì)在如此長的時(shí)間內(nèi)致力于收集數(shù)據(jù)。

“Levitan和Edmunds的工作突出了長期數(shù)據(jù)和持續(xù)的，基于地點(diǎn)的研究的巨大價(jià)值，”Thornhill說。“在第一次海膽死亡近40年后，有希望恢復(fù)的海膽。最近的死亡對海膽種群和加勒比珊瑚礁恢復(fù)的前景來說都是一個(gè)重大挫折。

Levitan和他的團(tuán)隊(duì)希望利用這近半個(gè)世紀(jì)的數(shù)據(jù)來了解這些死亡事件將如何影響2023年和未來的D. antillarum種群密度 - 包括未來幾年恢復(fù)的速度，甚至可能性 - 以及無藻區(qū)對圣約翰珊瑚礁和整個(gè)加勒比地區(qū)珊瑚物種多樣性的相應(yīng)影響。