研究人员发现海胆死亡威胁加勒比珊瑚礁

根据佛罗里达州立大学团队的一项新研究，加勒比地区曾经丰富的海胆物种的持续丧失也可能导致该地区珊瑚礁中各种珊瑚物种的功能灭绝。

长期以来，海胆物种Diadema antillarum一直被认为是加勒比地区最重要的食草动物，以藻类为食，否则藻类会侵占珊瑚礁，使珊瑚难以茁壮成长。但过去40年的两次死亡事件导致大部分海胆死亡。

由FSU生物科学教授Don Levitan领导的新研究表明，由于海胆死亡，这些无藻区的丧失正在威胁到加勒比珊瑚礁中珊瑚的存在。

这项工作将于本周发表在《美国国家科学院院刊》上。

Levitan与合作者、加州州立大学北岭分校教授Peter Edmunds自1983年首次前往美属维尔京群岛圣约翰(St. John)以来，一直在收集关于D. antillarum的数据，记录该物种的种群密度，并通过1983-1984年和2022年的大规模死亡事件对其进行跟踪。

“我们的研究提供了最完整的长期数据集，涵盖了这40年的时间和两次死亡事件，”Levitan说。“使用Edmunds关于珊瑚丰度和群落结构的年度数据，我们看到了珊瑚礁如何变化的黑白图像。由于这个广泛的数据集，我们将能够比较该物种未来种群的轨迹，并能够将其与第一次死亡事件进行比较。

1983年，圣约翰的海岸线上挤满了D. antillarum的有毒脊椎冠，但六个月后，一种未知的水病原体在加勒比海，墨西哥湾和西大西洋的整个范围内消灭了99%的物种。结果，Levitan观察到研究地点的藻类浓度增加了3，000%。

“由于去除了一种海胆物种，该地点在短短六个月内从一个被藻类擦洗干净的珊瑚礁变成了一个完全长满藻类的珊瑚礁，”列维坦说。“整个加勒比地区的珊瑚丰度也大幅减少。

在接下来的八年里，被调查地点的安提拉鲁姆种群密度增加了10倍，但没有进一步恢复。只有小口袋的D. antillarum在浅水区幸存下来，放牧并提供无藻区供珊瑚幼虫附着，在珊瑚礁中建立自己并繁殖。同年，整个加勒比地区的珊瑚覆盖率接近近代以来的最低值。海胆以前以每平方米约15只的速度出现，但减少到每米约1只。

2022年，第二次大规模死亡事件席卷了美属维尔京群岛和加勒比地区的许多地区，使本已稀疏的安地利亚鲁姆群岛人口又减少了98.4%。

Levitan和他的团队测量了美属维尔京群岛国家公园已建立地点的D. antillarum丰度和体型，以确定个体增长率的模式，并确定现有群落中新珊瑚的建立并估计珊瑚死亡率。该小组还检查了在无藻区D. antillarum占据的区域内外的大量幼年珊瑚。

NSF生物海洋学项目主任丹尼尔·桑希尔(Daniel Thornhill)赞扬了研究团队在如此长的时间内致力于收集数据。

“Levitan和Edmunds的工作突出了长期数据和持续的，基于地点的研究的巨大价值，”Thornhill说。“在第一次海胆死亡近40年后，有希望恢复的海胆。最近的死亡对海胆种群和加勒比珊瑚礁恢复的前景来说都是一个重大挫折。

Levitan和他的团队希望利用这近半个世纪的数据来了解这些死亡事件将如何影响2023年和未来的D. antillarum种群密度 - 包括未来几年恢复的速度，甚至可能性 - 以及无藻区对圣约翰珊瑚礁和整个加勒比地区珊瑚物种多样性的相应影响。