前情提要:

珊瑚是一種在海中固著生長的動物,其存活期間就會不斷累積海水的碳酸鈣沉澱作為自己的「骨骼」,在這個鈣化過程中形成的珊瑚礁也成為珊瑚後代以及許多珊瑚礁動物的棲息地,例如小丑魚、龍王鯛、海葵等。珊瑚骨骼上的五顏六色的共生藻類會進行光合作用產生養分,珊瑚則仰賴這些養分生長。

近幾年人類發現海水暖化、酸化等全球性的環境變遷已造成珊瑚生長變慢,許多珊瑚礁的共生藻類更是逐漸死亡,造成珊瑚白化、死亡的情形。一直以來人們對於珊瑚形成骨骼的機制還不是那麼清楚,因此認為「海水的酸化」可能就是造成珊瑚無法形成骨骼而生長緩慢的主要原因,但這項新發現則告訴我們,珊瑚並沒有我們想像中被動──只是等著海中的碳酸鈣慢慢堆積!

Coral
photo credit: Jeff Fleming @flickr

§ 翻譯原文:Corals can still grow their ‘bones’ in acid waters

珊瑚這種動物可以形成海洋中大約25%的生命賴以維生的「家」,然而氣候變遷對牠們來說卻是個嚴重的麻煩。

海水吸收大氣中的二氧化碳會造成海洋酸化,而海水的酸化則威脅著珊瑚的生存。珊瑚的骨骼是由碳酸鈣沉澱而成,和我們用來做胃藥的制酸劑成分相同,酸性的海水會讓牠們自然形成骨骼的過程變得困難。

現在,科學家發現珊瑚其實不只會被動地等待骨骼形成,而是會主動控制骨骼地成長──能夠保護牠們免於酸性海水的摧殘。科學家用超高解析度的顯微鏡來觀察一種常見的珊瑚──萼柱珊瑚(Stylophora pistillata──如何建造牠們的骨骼。

這段畫面的0:37處可以看到,珊瑚正在分泌一層可以產生碳酸鈣的酸性蛋白質模板,而製造碳酸鈣的材料即為周圍水中的鈣離子和碳酸離子,它們會相互附著形成結晶,成為珊瑚骨骼的核心。這已提供了充分的證據,顯示珊瑚有辦法自己控制骨骼的形成;此研究在今天(2017/6/1)被發表於期刊《科學(Science)》中。

這些酸性的蛋白質能夠作用於比科學家們預期更寬的酸鹼值範圍中,因此他們認為即使海水酸化,珊瑚仍然能夠繼續打造骨骼。不過這並不代表珊瑚礁就完全沒麻煩了,首先珊瑚還是需要碳酸鈣當作建材,但碳酸鈣在酸化的海水中卻相對更難取得;第二,牠們仍舊處在海水暖化及藻華的威脅下,這兩項因子也是導致珊瑚白化、死亡的元凶。

Bleached Staghorn Coral
photo credit: Matt Kieffer @flickr

在真正了解珊瑚如何形成碳酸鈣骨骼前,人類只能單純從純化學上猜測海水酸化會讓牠們無法生長;但了解機制後,才知道珊瑚其實沒那麼傻!同時反面來想,已經努力抵抗酸化的珊瑚卻還是在近幾年數量不斷減少,可見其他環境因素對牠們的影響,或許比我們所想得更嚴重啊

透過基礎科學了解一項「根本的原理」,其影響往往是超乎我們想像的。

了解「根本」有多重要呢?雖然這些常是人們選擇性遺忘的,但對專家而言,不知道根本的原理其實很多事情都無法做到。相信不只是科學。其他領域上也是如此吧!

profile photo credit: ChrisA1995 @flickr
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