地球上生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)是什么？

很多人可能會(huì)想到熱帶雨林，其實(shí)更有可能答案是海洋的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。

珊瑚礁面積只占海洋總面積的1%左右，卻約有25%的海洋生物圍繞珊瑚礁生存。

圖：白化的珊瑚

不過，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局宣布，全球的珊瑚礁正在經(jīng)歷有記錄以來第四次珊瑚礁白化事件。

由于珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的重要作用，全球至少有8.5億人會(huì)受到嚴(yán)重影響，收入降低，以及食物比變得緊缺。

那么，珊瑚礁到底是怎么回事，為什么突然就會(huì)經(jīng)歷白化呢？

Holobionics

珊瑚到底是什么？

珊瑚看起來既像動(dòng)物，又像植物，所以在分類上有一些迷惑性，以前有人將其歸類為植物，但是現(xiàn)在珊瑚被歸類為刺胞動(dòng)物，它們是動(dòng)物。

不過珊瑚并不是一般的動(dòng)物，我們所說的珊瑚通常是指珊瑚“群”，它是由許多基因相同的珊瑚蟲組成的一個(gè)群體，這個(gè)被稱為群體模塊化生物。

珊瑚的群體模塊最小單位就是珊瑚蟲，每個(gè)珊瑚蟲都是一只獨(dú)立的動(dòng)物，它們呈現(xiàn)囊狀，通常直徑只有幾毫米，長(zhǎng)度最多也只有幾厘米。

圖：一種珊瑚的珊瑚蟲

珊瑚蟲通過無性生殖在自己周圍不停產(chǎn)生基因相同的個(gè)體（或者說模塊），然后這些相同基因的珊瑚蟲通過活組織相連在一起，形成完整的有機(jī)體——也就是我們所說的珊瑚。

雖然珊瑚是群體模塊化的生物，但是它并不是胡亂生長(zhǎng)的。

以硬珊瑚為例，每個(gè)珊瑚蟲都會(huì)在其基部附近分泌出由碳酸鈣組成的外骨骼，這些外骨骼長(zhǎng)起來后是具有該物種生物特征的。

珊瑚還有一類是軟珊瑚，它們也是群體模塊化生物，但是它們不會(huì)像硬珊瑚那樣完全構(gòu)建在自己的外骨骼上，這類珊瑚會(huì)更像其它刺胞動(dòng)物。

圖：珊瑚蟲解剖結(jié)構(gòu)

除了珊瑚蟲通過無性生殖創(chuàng)造一個(gè)珊瑚之外，每個(gè)珊瑚也具備有性生殖的能力，同一種珊瑚會(huì)在夜晚一起釋放配子，這些配子在水中自由受精，最終得到珊瑚蟲幼體。

圖：珊瑚有性生殖示意圖

珊瑚蟲幼體不像成年個(gè)體那樣固定自己，它們以浮游生物的形式在海洋中自由漂流，直到抓住合適的地方，然后重新發(fā)育成珊瑚。

珊瑚礁和白化珊瑚怎么回事？

我們說的珊瑚礁，主要就是由硬珊瑚的外骨骼創(chuàng)建的，它們就是所謂的造礁者。

圖：珊瑚礁主要分布在熱帶海域

珊瑚生活方式非常獨(dú)特，雖然有一些珊瑚種類擁有捕食能力，它們會(huì)用刺細(xì)胞攻擊并麻痹那些靠近它們的小獵物，然后直接吃掉，但是它們也通常不用這種方式獲取能量。

珊瑚獲取能量的主要方式是共生，與它們共生的是蟲黃藻，它們會(huì)光合作用為珊瑚提供生存的能量，而作為交換，珊瑚為它們提供繁衍生息的庇護(hù)所。

正因?yàn)樯汉鞯墓采w需要光合作用，所以珊瑚礁通常出現(xiàn)在淺海，不過也有一些種類珊瑚不依賴光合作用共生體，它們可以在深海中創(chuàng)造珊瑚礁。

圖：蟲黃藻

實(shí)際上，許多珊瑚蟲本身都是透明的，它們的顏色是由共生體產(chǎn)生的，當(dāng)珊瑚失去共生體的時(shí)候，我們就可以透過珊瑚蟲表面看到里面的碳酸鈣外骨骼——呈現(xiàn)白色，這就是珊瑚的白化。

當(dāng)然，珊瑚白化是一個(gè)泛指，因?yàn)椴⒉皇撬猩汉飨x都是沒有顏色的，有些種類珊瑚蟲是有自己的顏色的——藍(lán)色、粉紅色、紫色或黃色都有，但是共生體的存在也會(huì)改變它們本身的顏色。

這種情況下，當(dāng)珊瑚失去共生體時(shí)，顏色也會(huì)發(fā)生變化（變成自己原有的樣子），也是非常容易辨別。

如果我們想要知道為什么珊瑚白化，只要知道珊瑚為什么失去共生體就行了。

其實(shí)，珊瑚和共生體的關(guān)系比我們想象得還要密切，那些共生體直接生活在珊瑚細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。

珊瑚細(xì)胞就是共生體的生活繁殖場(chǎng)所，它們不會(huì)主動(dòng)離開珊瑚，不過珊瑚有選擇權(quán)，它們會(huì)通過免疫系統(tǒng)來保留自己想要的共生體，以及驅(qū)逐那些不想要的。

至于珊瑚為什么要驅(qū)趕自己原本有用的共生體，其實(shí)原因很簡(jiǎn)單，這些共生體有時(shí)候會(huì)變得有毒——真的有毒。

珊瑚驅(qū)逐共生體最常見的原因是共生體在珊瑚的細(xì)胞中產(chǎn)生了活性氧，這對(duì)珊瑚來說是有毒的。

至于為什么共生體好好得突然要產(chǎn)生活性氧，最常見的原因就是水溫發(fā)生了變化，隨著生活環(huán)境溫度的升高，蟲黃藻會(huì)釋放越來越多的活性氧，最終導(dǎo)致珊瑚不得不拋棄它們。

隨著時(shí)間推移，白化珊瑚（失去共生體后的樣子）可能會(huì)被餓死，因?yàn)樗鼈儾东C的效率無法保證自己長(zhǎng)期生存。

圖：一個(gè)珊瑚白化之后又恢復(fù)的情況

不過，等共生體變得無毒，珊瑚又會(huì)重新接納它們，也讓自己免受餓死之難，同時(shí)顏色也變回正常狀態(tài)。

如果白化珊瑚等不到共生體回歸，它們大量餓死的話，那么珊瑚礁也會(huì)崩潰，因?yàn)樯汉鞯奶妓徕}外骨骼隨著珊瑚死亡會(huì)裸露出去，碳酸鈣非常容易被腐蝕掉。

最后

從1985年衛(wèi)星檢測(cè)珊瑚礁開始，今年是第四次出現(xiàn)珊瑚礁大量白化的事件，主要原因被認(rèn)為持續(xù)高溫導(dǎo)致的——去年被認(rèn)為是有記錄以來最熱的一年。

前三次白化事件分別發(fā)生在1998年，2010年和2016年，這三次白化事件累計(jì)讓全球失去30%-50%的珊瑚礁。

我們前面提到過，珊瑚礁主要是由硬珊瑚的外骨骼構(gòu)建的，其實(shí)硬珊瑚生長(zhǎng)外骨骼是非常緩慢的，每年能生長(zhǎng)1厘米就很不得了了。

圖：大堡礁曾遭遇過一次嚴(yán)重的白化

目前世界上最大的珊瑚礁系統(tǒng)是澳大利亞沿海的大堡礁，它由超過2900個(gè)小的珊瑚礁鏈接900座島嶼，綿延2300公里。

一些人認(rèn)為，珊瑚要形成大堡礁這樣的系統(tǒng)需要200萬年時(shí)間，而整個(gè)大堡礁的崩潰可能只要短短的幾年時(shí)間。

珊瑚礁提供的豐富的漁業(yè)資源不必多說，它還對(duì)周邊的沙灘還起到保護(hù)作用，如果失去珊瑚礁不敢想象其后果。