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Oct 15, 2023

맥동하는 연산호 Xenia umbellata는 질산염 농도가 낮을 ​​때 온난화에 대한 높은 저항성을 나타냅니다.

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 16788(2022) 이 기사 인용

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온난화에 대한 경산호의 저항성은 질산염 부영양화에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있지만, 연산호에 대한 관련 지식은 부족합니다. 따라서 우리는 실험실 실험에서 다양한 수준의 질산염 부영양화 (대조 = 0.6, 중간 = 6, 높음 = 37 μM 질산염)에 대한 맥동 연산호 Xenia umbellata의 생태 생리 학적 반응을 조사했으며, 추가 온난화 (27.7 ~ 32.8 ° C) 17~37일. 높은 질산염 부영양화는 Symbiodiniaceae의 세포 엽록소 함량을 168% 증가시키는 반면 총 광합성은 56% 감소시켰습니다. 추가 가온 후 두 질산염 부영양화 처리 모두에서 폴립 맥동률이 100% 감소하였고, 고질산염 부영양화 처리에서 d-1의 추가 폴립 손실 7% 및 총 단편 사망률 26%가 관찰되었습니다. 온난화만으로는 조사된 반응 매개변수에 영향을 미치지 않았습니다. 이러한 결과는 X. umbellata가 온난화에 대한 저항성을 나타내며, 이는 바다 온도가 따뜻해짐에 따라 일부 경산호에 대한 생태학적 지배를 촉진할 수 있지만, 질산염 부영양화와 결합되면 명확한 부정적인 생리학적 반응이 발생함을 시사합니다. 따라서 이 연구는 변화하는 산호초를 이해하고 관리하기 위해 세계적 요인과 지역적 요인의 조합을 조사하는 것이 중요하다는 것을 확인시켜줍니다.

인위적으로 유발된 이산화탄소(CO2)의 축적은 대기에 과도한 열을 발생시키며, 이는 해양에 흡수되어 궁극적으로 해양 온난화를 유발합니다1. 이로 인해 다음 세기 동안 산호 백화 현상의 빈도가 증가할 것으로 예측되어 복구 시간이 단축됩니다2. 산호초 생태계의 손실과 손상은 어업과 관광에 의존하는 사람들의 생계에 심각한 경제적 영향을 미칩니다2.

산호 표백은 일반적으로 조류 공생 색소 손실, 조류 공생 세포 수 손실 또는 두 가지의 조합으로 설명되는 스트레스 반응으로, 이는 결국 산호 색을 변경하고 공생의 파괴를 구성합니다3,4. 이러한 스트레스 반응은 해수 온난화5에 의해 촉발될 수 있으며, 이는 조류 공생체3에 의한 활성 산소종(ROS) 생산 증가와 산호 숙주와 조류 공생체6 사이의 영양 순환 변화와 관련이 있습니다6. 얕은 물 산호의 적합성은 Symbiodiniaceae과의 조류 공생체6와의 안정적인 영양 교환에 달려 있습니다. 이러한 공생이 중단되면 유기체 에너지 예산의 감소가 산호초 건강에 영향을 미치고 결과적으로 사망률이 증가할 수 있습니다8.

산호 조직 내의 내공생 조류 개체군의 세포 수는 산호 숙주에 의한 질소(N) 제한을 통해 제어되며8 해안 폐수의 집중 배출로 인해 산호 조직 내 무기 N의 주요 형태 중 하나인 질산염9과 같은 용존 무기 영양소가 과량 생성될 수 있습니다. 폐수 영향을 받은 현장10. 그러한 인위적 부영양화는 산호-조류 공생의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 불균형적인 영양 가용성을 유발한다는 것이 이제 분명해졌습니다(Morris et al.11의 검토). 과도한 N은 조류 공생 세포의 증식을 증가시킬 수 있지만 다른 영양소에 대한 세포 수요를 증가시켜 잠재적으로 상대적 인(P) 기아를 초래할 수 있습니다. 특히 질산염 동화는 식물의 암모늄보다 에너지 비용이 더 높고14 경산호에서 광합성을 감소시키는 반면, 암모늄은 광합성을 강화했습니다15.

해양 온난화와 무기 부영양화 증가에 대한 예측 시나리오는 전 세계 대부분의 연안 산호초에 동시에 영향을 미칠 것입니다16. 더욱이 기록된 산호 피복 감소는 지역마다 다르며, 이는 수질과 같은 지역적 요인이 일부 산호 분류군의 해양 온난화에 대한 반응을 결정하는 데 역할을 할 수 있음을 나타냅니다17,18. 산호초가 직면하는 시너지 압력이 증가함에 따라 부영양화와 해양 온난화의 상호 작용을 조사하는 연구가 우선 순위가 되고 있습니다9,19. 이전 연구에 따르면 열로 유발된 표백 반응은 국소 부영양화와 결합될 때 악화될 수 있습니다. 산호에 대한 온난화와 부영양화의 시너지 효과는 예를 들어 P 기아9,15, 조류 공생체의 기생 활동 증가22 또는 산화 스트레스 증가23로 인해 발생할 수 있습니다. Morris et al.11의 최근 검토에서는 영양분 스트레스가 산호에 미치는 영향과 열 내성에 대한 영향이 요약되어 있습니다. 산호에 대한 온도와 부영양화의 영향을 조사하는 대부분의 연구는 경화 산호20에 초점을 맞추고 있으며 연산호24에 대한 이러한 결합된 영향을 조사하는 연구는 적습니다. 다양한 교란 체제 하에서 경산호에서 연산호 우세로의 군집 이동이 관찰되었습니다25,26. 따라서, 연산호는 구조적 복잡성을 통해 암초 물고기 집합을 지원하는 경산호의 생태계 공학적 특성을 갖지 않기 때문에 미래에 일부 암초에서 더 풍부해질 수 있으며 이는 전체 생태계에 영향을 미칩니다. 그러나 Epstein & Kingsford29는 그레이트 배리어 리프(GBR)의 산호초에 대해 연산호가 증가함에 따라 어류 다양성이 증가하는 것을 발견했지만 연산호는 이전에 가정했던 것보다 더 높은 생태학적 중요성을 가질 수 있음을 강조했습니다. 미래의 산호초 군집 구성을 더 잘 이해하고 예측하려면 특정 환경 조건에서 연산호에 혜택을 주는 과정에 대한 지식이 필요합니다.