此前来自西澳大利亚大学ARC珊瑚礁研究中心(Coral Reef Studies)的科学家们发现，有些珊瑚能够通过控制自身的化学物质来对抗海洋酸化影响。珊瑚礁在保护海岸线免受海浪和风暴的破坏方面发挥着重要作用，但也为许多海洋生物提供了栖息地和避难所。然而，气候变化等重大环境挑战威胁着全球珊瑚礁的生存。这项研究是海洋科学的一个突破，因为科学家们已经发现了能够抵御海洋变化的海洋物种，这将有助于更好地理解如何在未来保护珊瑚礁。大气中不断上升的二氧化碳水平反映在海洋中，导致海洋酸化。酸化会阻碍珊瑚形成骨骼和贝壳，而这正是珊瑚礁的基石。
澳大利亚西部罗特岛，阿克罗蓬的珊瑚群。图片：Claire Ross, UWA
在过去的几十年里，数以百计的实验表明，珊瑚对海洋酸化的反应是非常多样化的，这取决于不同的物种。然而，一些比其它部分更耐受的原因还不能清楚地理解。研究团队开发了一种新的方法，通过使用特殊设备来测量珊瑚分子的特征，来了解珊瑚的内部化学。这一方法显示出，最耐受的珊瑚具有抗药性，因为它们能够调节它们的钙含量。这项技术意味着科学家可以识别出相对耐海洋酸化的物种。然而也在考虑与抵抗酸化相关的成本，这可能会使抗酸化的珊瑚更容易受到其他压力因素的影响。之前的研究发现，即使是最耐寒的珊瑚物种，就像2016年的情况一样也会在极端高温下漂白时失去适应海洋酸化的能力。
当珊瑚白化时就会把它的‘动力’——海藻共生，并失去维持其内部机制运转所需的能量。珊瑚白化的时间越长，恢复的可能性就越小。由于热浪和海洋酸化破坏了海洋生态系统，二氧化碳的排放正在杀死珊瑚礁和海带森林。近三个世纪的工业发展已经对海洋产生了显著影响。但是，如果二氧化碳浓度继续像预测的那样上升，未来几十年和降低海水pH值将会产生更大的潜在灾难性影响。科学家预测是在对最近发现的火山二氧化碳在日本Shikine岛渗漏影响进行全面研究之后做出的。这一地区的洋流意味着水面上的二氧化碳含量自然很低，这与全球工业革命之前的情况类似。然而火山喷发表明，不断上升的二氧化碳水平将如何影响西北太平洋和全球未来的生态。
像这张顶孔珊瑚这样的珊瑚，在一个二氧化碳浓度目前为300ppm的参考点为广泛动物群提供栖息地。图片：Marco Milazzo
该研究的主要作者、Tsukuba Shimoda海洋研究中心的副教授说：这些二氧化碳的渗漏为未来提供了一个重要的窗口。去年，日本南部有大量的珊瑚死亡，但许多人仍然希望珊瑚能够向北扩散。因此，非常令人担忧的是，热带珊瑚非常容易受到海洋酸化的影响，因为这将阻止它们向北扩散，从而避免因水太热而造成破坏。这项研究由日本筑波大学、英国普利茅斯大学和意大利巴勒莫大学的科学家领导。该研究包括潜水队沿着火山渗漏造成的水下二氧化碳梯度进行调查，记录了动植物对海水酸化反应。发现虽然一些植物物种受益于不断变化的环境，但往往是覆盖在海床上的较小的杂草和藻类，它们窒息了珊瑚，降低了海洋的整体多样性。这些物种和一些较小的海洋动物之所以繁荣，是因为它们更能承受二氧化碳浓度上升带来的压力。
在一个二氧化碳浓度为900ppm的地点，与预测的2100年情况相对应，高二氧化碳有利于低配置藻类的生长，这些藻类覆盖了所有可用的基质，并抑制了珊瑚和其他生境形成物种生长。这导致生物多样性急剧减少。图片：Marco Milazzo
普利茅斯大学海洋生物学教授詹森·霍尔斯宾塞说：研究基地就像一台时光机器。在工业化前二氧化碳水平高的地区，海岸上有大量的钙化生物，如珊瑚和牡蛎。但在目前平均地表海水二氧化碳水平的地区，发现珊瑚和其他钙化生物的数量要少得多，因此生物多样性也更少。它显示了人类在过去300年由于二氧化碳排放而造成的广泛破坏，除非能够控制减少二氧化碳排放，否则我们将毫无疑问地看到全球沿海系统的严重退化。当地渔民非常想知道海洋酸化将如何影响他们的生计。流经日本的水流带来的海水中，二氧化碳和鱼类自然含量较低，这得益于我们岛屿周围的钙化栖息地。如果能够达成巴黎协议的目标，限制排放，我们应该能够限制对海藻森林、珊瑚礁和所有海洋生态系统的进一步破坏。
博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《Proceedings of the Royal Society B》,《Scientific Reports》｜研究/来自：ARC珊瑚礁研究中心，普利茅斯大学
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