根据最新研究,珊瑚与其光合作用藻类伙伴(光共生体)之间的共生关系至少可以追溯到泥盆纪(3.85 亿年前)。
所有现代珊瑚都属于石珊瑚类,该类群在三叠纪时期进化而来。
这些珊瑚可以成为共生生物(例如光共生体)的家园,这些生物在营养物循环中发挥作用,这在营养贫乏的水域中特别有益。
然而,目前尚不清楚早期灭绝的珊瑚是否有光共生体。
马克斯·普朗克化学研究所研究员乔纳森·荣格和他的同事在论文中写道:“泥盆纪(419至3.59亿年前)是一个海面温度和大气二氧化碳含量比现在更高的时期。”
“与今天不同,它的碳酸盐化学成分主要是方解石沉淀,这可能是由于海水镁/钙比率较低。”
他们解释说:“中泥盆世是显生宙中后生动物珊瑚礁最显着的扩张时期,这一时期保存完好的珊瑚礁广泛分布在当今的欧洲、北美、北非、澳大利亚、西伯利亚和中国。”
“在泥盆纪,这些珊瑚礁与莱克洋接壤,莱克洋位于劳俄罗斯的南缘和冈瓦纳的北部边界。”
“沿着劳俄罗斯的南部边缘,这些古老的珊瑚礁群落在泥盆纪的吉维蒂亚阶段(大约 387-3.82 亿年前)达到了最大程度和最高的多样性。”
“这些繁盛的后生动物珊瑚礁在弗拉斯尼晚期(3.722 亿年前)的凯尔瓦塞尔危机过程中被历时消灭。”
“后来,珊瑚礁主要由蓝细菌/藻类建造,但直到法门纪末期(泥盆纪/石炭纪边界),珊瑚礁的数量非常少。”
“有人认为,容纳光共生生物的能力对于吉维蒂安阶段古代珊瑚礁群落的生态成功至关重要,而晚泥盆世随后的珊瑚礁崩溃与光共生关联的逐渐丧失有关。”
“然而,对于光共生是否在现已灭绝的古生代珊瑚群中普遍存在,仍然没有明确的共识。”
在他们的研究中,荣格博士和合著者检查了来自泥盆纪中期珊瑚礁的两类灭绝珊瑚——板状珊瑚和皱纹珊瑚的化石。
他们测量了珊瑚结合的氮同位素(15数/14N),可用于区分珊瑚是否从光合共生体中获取能量。
他们的结果表明,他们研究的板状珊瑚确实有共生体,但大多数皱纹珊瑚没有。
这些发现为已知最早的珊瑚共生实例提供了确凿的地球化学证据。
他们在论文中写道:“泥盆纪广泛的寡营养可能促进了珊瑚光共生,这种现象的发生可以解释为什么泥盆纪珊瑚礁是显生宙最具生产力的珊瑚礁生态系统。”
“泥盆纪中期珊瑚中光共生的这些早期信号表明,它在温暖的气候条件下支持了珊瑚的生产力。”
“晚三叠世和早中新世——珊瑚光共生利用氮同位素重建的后续时期——也比今天温暖。”
“相比之下,在人为温室气体排放导致的现代全球变暖下,珊瑚白化和相关的大规模死亡事件表明,变暖驱动的共生关系崩溃可能是石珊瑚珊瑚礁未来的最大威胁。”
“过去温暖气候期间珊瑚光共生的稳健性表明,在持续的全球变暖下,珊瑚共生的失败并不是由于海洋表面温度升高,而是由于海洋表面温度上升的速度过快,这可能是由于超出了共生关系的适应能力。”
团队的纸出现在日记中自然。
_____
J·荣格等人。中泥盆纪珊瑚礁上的珊瑚光共生。自然,2024 年 10 月 23 日在线发布;号码:10.1038/s41586-024-08101-9