揭秘投食珊瑚虫的“超级大厨”！

作者：黄玉霖

导语/Introduction/

珊瑚礁的建筑师们是一群可爱的珊瑚虫们，它们在被称为“海洋荒漠”的热带海洋中建造了庞大的珊瑚礁帝国。

要知道，帝国的建成绝非珊瑚虫的“一虫之力”可以做到的，其实珊瑚虫得到了各方朋友的神助攻。

其中有一位朋友，十分擅长烹饪“能量大餐”，并且靠着这项技能帮珊瑚虫解决了温饱问题。这位宝藏朋友就是“虫黄藻”。

探秘珊瑚虫朋友圈之

——“超级大厨”虫黄藻

瑚说八道

珊瑚界最佳——虫黄藻牌私人晚宴！有了它，人间很值得！

黄褐色小点点就是虫黄藻，住在珊瑚体内

图片来源：《珊瑚颜色基础》

26分钟前

Huihuihui，GUI，MING，天注定

芥末小姐：求地址！

翰翰：莫非是我带你去的那家？

Mask_Huang00：又一人吃独食！

01

虫黄藻的神助攻“能量大餐”

帝国建筑师饿肚子？

虫黄藻前来支援！

共生藻之虫黄藻

图片来源：上海光语生物科技有限公司

大部分珊瑚礁生态系统分布的地区被称为“海洋荒漠”，和近岸海水比起来，这里的海水中营养盐含量少，能养活的浮游植物和浮游动物都比较少。因此，即使珊瑚虫是携带刺细胞武器的猎手，但是仅仅通过捕食浮游植物或者浮游动物显然是不足以填饱肚子的。填不饱肚子，就不能得到充足的能量供应，珊瑚虫还怎么继续建造珊瑚礁帝国呢？别急，擅长烹饪“能量大餐”的虫黄藻正前来支援！

虫黄藻Tips，来这里划重点噢~

Tip 1: 虫黄藻是什么？

虫黄藻在生物学分类上属于甲藻门，虫黄藻科，是一种单细胞的海洋藻类。

虫黄藻的个体很小（直径10微米左右），只有用显微镜才能看到。看，就是这些shi黄shi黄圆滚滚的小东西了。

显微镜下的虫黄藻（来源：Todd C. LaJeunesse）

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Tip 2: “单身”虫黄藻与“共生”虫黄藻

虫黄藻在海水中自由生活的时候有两条鞭毛，能够借助鞭毛运动。而与珊瑚虫共同生活的虫黄藻鞭毛脱落，不再自由运动，而是宅居在珊瑚虫体内（内胚层）。

圈圈里是虫黄藻在珊瑚虫体内生活的具体位置，科学家称这里为珊瑚虫的“内胚层”

（来源：Alexis Wiktorowicz-conroy）

“大厨”虫黄藻，

如何供应美味能量？

红色的就是虫黄藻

图片来源：史瓦兹摩尔学院Duke Yin

虫黄藻具有光合色素，能够像我们熟知的陆地植物一样进行光合作用，并合成光合产物。这些光合产物含有大量的葡萄糖和油脂，是生命活动的“燃油”，能为生命体提供大量的能量。除了满足自身的生长需求，虫黄藻还会大方地将90%以上的光合产物分享给珊瑚虫，这些来自虫黄藻的支援能够满足珊瑚虫50-100%的能量需求。吃了虫黄藻的“能量大餐”，珊瑚虫就能在“海洋荒漠”中生长、繁殖，并充满干劲儿地建设珊瑚礁帝国了。

作为回报，珊瑚虫不仅让虫黄藻居住在自己身体内，给它们提供良好的生存环境，而且向它们输送代谢产生的二氧化碳、无机氮、氨基酸和甘油等物质，这些物质能够帮助虫黄藻的生长，并促进它们的光合作用。另外，珊瑚虫还会合成荧光色素蛋白用于吸收紫外线，从而为体内的虫黄藻创造一层“黑胶遮阳伞”，保护虫黄藻不被晒伤。

荧光色素蛋白在日常光线下不一定可见，不过在紫外灯照射下它们呈现出鲜艳的颜色（来源：Salwater Guy）

可见，珊瑚虫和虫黄藻之间是互帮互助的“共生”关系。依靠着彼此，珊瑚虫和虫黄藻共同走过了1.6亿年慢长的进化旅程，并且成为了热带海洋中的生存王者。

02

友谊的小船，

我们还能荡多久？

然而，如今这对好朋友的亿年友谊却正在经受考验。人们发现，近年来，有越来越多的虫黄藻离开了珊瑚，而失去了大厨朋友的珊瑚只能在挨饿的生活里挣扎，有些撑不下去甚至生病、死亡。这到底是怎么回事呢？

环境变化下，渐生嫌隙的友谊

好奇的人类科学家对此做了不少研究，他们发现，极端气候、全球变暖、海水富营养化等环境变化是造成珊瑚虫和虫黄藻关系破裂的重要因素。

珊瑚礁白化危机

图片来源：大自然探索

比如水温升高，会使得对温度变化敏感的虫黄藻突然吝啬起来，不再像从前那样无私地为珊瑚虫提供“能量大餐”了。更强的升温甚至会导致虫黄藻细胞受损，连光合作用都无法正常进行。

而另一种环境压力，即人类过度排放等因素引起的海水中营养盐含量增加（富营养化），会使吃饱喝足的虫黄藻在珊瑚虫体内不受控制地大量繁殖，甚至会使虫黄藻从之前和谐的“共生”关系逐渐转变为虫黄藻对珊瑚虫的“寄生”，使珊瑚虫倍感压力。

健康珊瑚体内有虫黄藻共生，珊瑚颜色偏黄；

环境压力下虫黄藻和珊瑚分离，珊瑚颜色偏白

（来源：Great Barrier Reef Marine Park Authority)

这些环境变化的最终效应，就是珊瑚虫不堪重负，选择排出体内的虫黄藻，或者虫黄藻离开了珊瑚虫，总之就是友谊的小船说翻就翻，双方大难临头各自“飞”。

珊瑚真的会死

图片来源：UNSW

没有快乐的“海底鬼城”

如果环境胁迫一直持续的话，珊瑚的挽留也无济于事了，虫黄藻无论如何无法恢复与珊瑚的共生。失去了虫黄藻“能量大餐”的补给，珊瑚虫会由于营养不良而出现生命的衰竭，这时候的珊瑚就进入了我们熟称的“白化”阶段。

白化的珊瑚失去了虫黄藻的黄色，看上去是寂寞的苍白色。失去了好朋友，珊瑚好像再也不能快乐了。

如果白化状态一直持续得不到缓解，珊瑚的最终命运就是死亡。当大量的珊瑚死亡时，珊瑚礁帝国失去了自己的主人，其他珊瑚礁生物也纷纷离开，最终将成为一座没有生命的“海底鬼城”。

白化的珊瑚礁（来源：James Gilmour）

今日知识点

（精华浓缩）

70.8珊瑚馆丨珊瑚虫的超级大厨

• 珊瑚虫体内共生有它的好朋友——虫黄藻

• 虫黄藻能够为珊瑚虫提供富含葡萄糖、油脂等营养的“能量大餐”

• 珊瑚虫和虫黄藻之间是互帮互助的“共生”关系

• 环境变化产生的压力可能造成共生关系破裂，进而造成珊瑚白化

参考资料：

[1] Todd C. LaJeunesse. https://news.psu.edu/photo/318035/2014/06/10/symbiodinium-fitti

[2] Alexis Wiktorowicz-conroy.

https://algaeresearchsupply.com/pages/how-do-coral-get-their-zooxanthellae

[3] James Gilmour / Australian Institute of Marine Science. https://www.aims.gov.au/docs/research/climate-change/coral-bleaching/bleaching-events.html

[4] Muller-Parker G, D’Elia CF, Cook CB. Interactions between corals and their symbiotic algae [M] // Birkeland C. Coral reefs in the anthropocene. Dordrecht: Springer Netherlands, 2015:99-116.

[5] Bollate E, D’Angelo C, Alderdice R, et al. Optical feedback loop involving dinoflagellate symbiont and scleractinian host drives colorful coral bleaching [J]. Current Biology, 2020, 30: 2433-2445.

[6] Wiedenmann J, D’Angelo C, Smith EG, et al. Nutrient enrichment can increase the susceptibility of reef corals to bleaching [J]. Nature Climate Change, 2013, 3: 160-164.

[7] Baker DM, Freeman CJ, Wong JCY, et al. Climate change promotes parasitism in a coral symbiosis [J]. The ISME Jornal, 2018, 12: 921-930.

[8] Coral bleaching fact sheet. Great Barrier Reef Marine Park Authority.

[9] Salwater Guy. Fluorescent Light and Coral Health. http://www.reefland.com/2013/03/28/fluorescent-light-and-coral-health/

[10] Harry Baker. Colourful bleaching: solving a coral conundrum. https://marinemadness.blog/2020/05/28/colourful-bleaching-solving-a-coral-conundrum/

本文转载自海洋媒体实验室