氣候變化是導致生物多樣性喪失的重要驅動因素，明晰氣候變化下珊瑚礁關鍵生物類群對環境的響應模式，并探究物種的適應演化機制，對珊瑚礁生物多樣性保護尤為重要。在珊瑚礁生態系統中，底棲生物與游泳生物類群是關鍵的群落結構成員，具有重要的生態功能。
近日，中國科學院南海海洋研究所研究團隊，以典型珊瑚礁魚類—羊魚和珊瑚礁災害物種長棘海星為研究對象，探究了礁棲羊魚的多維多樣性格局對氣候變化的響應模式，并解析了長棘海星對珊瑚礁環境的適應機制。
研究發現，在本世紀末SSP2至4.5情景下，在北澳大利亞大陸架等生物多樣性熱點地區，羊魚的物種多樣性喪失較為嚴重，而高緯度地區的物種多樣性呈現增加的趨勢。這暗示了生物多樣性熱點地區對氣候變化的脆弱性，并意味著羊魚可能會遷徙到高緯度地區。相較于物種多樣性，功能多樣性和系統發育多樣性在印—太交匯區中部等地區的喪失更為嚴重，中國東海、南海等地區呈現增加趨勢，表明這些地區或具有較高的功能性狀多樣性和歷史進化能力，能提供支持進化和功能特征持續存在的關鍵棲息地，進而成為避難所。
該研究聚焦珊瑚敵害物種防控問題，以南海珊瑚礁區域的長棘海星為對象，探究其適應與演化規律。研究揭示了長棘海星基因組結構演化特征，發現其基因座復制導致負責前列腺素轉運的蛋白基因（SLCO家族）明顯擴增。分析表明，SLCO基因擴張時間與珊瑚繁茂時期相對應，這從側面揭示了長棘海星對珊瑚分泌物中毒性前列腺素E2（PGE2）的適應性進化策略。結合棘皮動物普遍缺乏內源PGE2合成途徑的特征，研究推斷，長棘海星或通過感知并利用珊瑚來源的外源PGE2信號，激活骨骼形成相關基因調控通路，從而促進棘刺與體型生長。
該研究在宏觀層面上探究了氣候變化下珊瑚礁物種多樣性變化規律，并從微觀層面揭示了珊瑚敵害物種適應演化機制問題。相關工作為珊瑚礁生物多樣性保護提供了重要的理論支撐。
相關研究成果分別發表在npj Biodiversity和Fundamental Research上。
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