太平洋科考發現珊瑚礁微生物多樣性極為驚人

有史以來最大規模的太平洋珊瑚調查發現，世界珊瑚礁的遺傳多樣性可能比研究人員之前認為的要多。

科學家乘坐塔拉號科考船潛水約3000次以收集樣本。圖片來源：Pete West/Tara Ocean Foundation

這一評估基于塔拉太平洋科考隊為期兩年航行期間的一系列研究報告，研究人員調查了珊瑚礁的遺傳、化學和微生物多樣性，他們估計，在過去的70年里，全球一半以上的珊瑚覆蓋率已經消失，60%的相關物種多樣性也消失了。

該科考隊于2016年5月28日從法國洛里昂港啟航，共行駛了10萬公里。他們從包括印度尼西亞、日本和巴布亞新幾內亞在內的249個地點收集了5.8萬個水、氣溶膠、珊瑚、魚類和浮游生物樣本。

巴黎索邦大學海洋微生物學家Pierre Galand團隊從大約5000個樣本中對一種通常用于識別和分類微生物的基因進行了測序，發現了542399個擴增子序列變異(ASVs)，這是衡量細菌遺傳變異的一種方法。相關研究結果發表于《自然—通訊》。

相比之下，根據現有的一項估計，有44,000種ASVs與印度洋珊瑚有關。“隨著我們不斷取樣，我們不斷看到更多的多樣性和更多的細菌。”Galand說。

研究人員表示，太平洋的數據代表了地球上所有已知估算的細菌和古細菌群落多樣性的五分之一。研究人員估計，全球珊瑚礁的多樣性約為280萬個ASVs。巴黎文理研究大學海洋生態學家Serge Planes認為，這表明地球上所有微生物群落多樣性的已知價值也可能比現有的估計大得多。

科學家們希望利用最新的結果來揭示這種多樣性與珊瑚礁功能和健康的關系，包括氣候變化和污染的影響。

同樣發表在《自然—通訊》上的另一項研究探索了一種通常與珊瑚有關的細菌的遺傳和分子組成。研究人員研究了三種內植單胞菌科(與珊瑚有關的細菌)，以更好地了解細菌在珊瑚健康和功能中的作用。這項研究旨在了解細菌可能對珊瑚提供的好處，例如幫助珊瑚獲得維生素和氨基酸。

研究人員對3個珊瑚礁物種(板葉千孔珊瑚、團塊濱珊瑚、多曲杯形珊瑚）的細菌遺傳物質進行了測序，這些樣本收集于太平洋上的99個珊瑚礁。研究結果發現，每個珊瑚物種都與內生單胞菌科的一個獨特物種有關。這表明，隨著時間的推移，珊瑚與它們的細菌進化出了一種密切的關系，細菌對珊瑚很有用，

研究還發現，每種細菌都會產生一系列不同的維生素和氨基酸，這些維生素和氨基酸對珊瑚的健康和免疫力有重要作用。

研究人員還收集了一些數據，這些數據可用來研究珊瑚和微生物群落的生理壓力跡象與水質、溫度等因素之間的聯系。

“有了這些問題的答案，就能弄清楚氣候變化和人為壓力因素將對珊瑚礁的未來造成什么影響。”Planes說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38500-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38502-9

實驗室