科学家破解深海珊瑚发光之谜

深海珊瑚中发现的一种蛋白质可以帮助生物体在弱光环境中进行光合作用。

照片来源:史密斯

根据我们的报纸，研究人员已经找到了深海珊瑚发出奇怪光的原因——帮助它们的藻类进行光合作用。

科学家们早就知道，在浅水中，这种生物会发出绿光，这是通过使用荧光蛋白作为“防晒霜”而形成的。这些蛋白质可以吸收有害的紫外线并重新发出绿光，同时保护与其共存的藻类，藻类通过光合作用提供珊瑚生长所需的大部分能量。

2015年，南安普敦大学的乔格·威登曼(Jorg Wiedenmann)领导的一个研究小组发现，生活在海洋深处的珊瑚也会发出荧光，这次是明亮的黄色、橙色和红色光的集合。这些生物中的一些生活在水下165米处，只有少量的阳光到达这里，大部分的光在光谱的蓝色区域。因此，研究人员怀疑这些珊瑚发光可能还有另一个原因。

现在，维登曼认为他的团队已经找到了答案——深海珊瑚利用荧光蛋白产生少量的光，最大限度地利用居住在这里的藻类进行光合作用。换句话说，深海珊瑚和它们的浅海近亲发出荧光的原因正好相反。

研究表明，蓝光对光合作用更有用，但红光更能穿透珊瑚组织。因此，珊瑚使用一种红色荧光蛋白将蓝光转化为橘色光。这意味着这种光可以与更多的共生藻类生物接触，从而帮助珊瑚通过光合作用产生尽可能多的营养物质来生存。科学家的研究结果最近发表在英国皇家学会杂志上

威登曼指出:“珊瑚需要特殊功能来调节这些弱光生命，以利于其重要的光合作用伙伴。”他说，这一发现“显示了珊瑚和它们的藻类伙伴之间的共生关系是多么复杂。”

目前，由于海水温度上升引起的一系列白化事件，研究人员非常担心全世界珊瑚的命运。一些海洋科学家认为，压力下的浅珊瑚可以适应并在更深的水域寻求庇护。

然而，维登曼认为，这项研究表明，浅水珊瑚表达的蛋白质色素与深水珊瑚表达的蛋白质色素“在生物化学和光学上有所不同”。"他们中没有多少人有能力逃到更深的水域。"威登曼说，“我们需要确保浅水中的珊瑚能够适应那里的环境。”

研究表明，白化病的发生是由于高温海水导致珊瑚礁排出称为金藻的共生藻类。然而，金藻可以利用光合作用产生自身和宿主所需的营养。失去彩色藻类的珊瑚逐渐变白，这就是人们所说的白化。一旦海水的温度在几天或几周内下降，共生藻类就会回归。然而，如果美白持续下去，珊瑚礁只会面临死亡。

研究人员预测，如果二氧化碳排放量继续上升，美白事件之间的间隔将会越来越短。然而，即使二氧化碳排放量有限，珊瑚礁仍将面临气候变化的挑战。《巴黎协定》设定的目标是将全球平均气温上升控制在工业化前水平的2摄氏度以内，并呼吁努力将气温上升控制在1.5摄氏度以内。以前的研究表明，任何超过1.5摄氏度的温度升高都可能导致绝大多数珊瑚礁的严重退化。然而，限制大气温度的上升至少会给珊瑚礁一些时间来适应。

目前，世界正处于一个不寻常的长期厄尔尼诺过程。这种气候现象会加热赤道太平洋水域，从而影响全球天气。今天，在全球变暖的驱动下，厄尔尼诺已经将世界各地的珊瑚礁推向了危险区域。

研究人员指出，全球所有近海水域的珊瑚礁健康水平都在恶化。先前的全球研究表明，主要的珊瑚礁系统钙化得更慢，目的是为了建造它们的石骨。一项研究显示，在过去的30年里，澳大利亚沿海的大堡礁的增长率下降了40%。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2017-07-11第二版国际版)