珊瑚,海绵和藻类是大多数珊瑚礁社区的主要组成部分,如图所示。 信用:Wolcott Henry.

珊瑚及珊瑚礁

介绍

海洋门户团队
看过的南希奇乐,史密森尼人nmnh.

珊瑚礁是所有海洋生态系统中最多样化的。欧宝体育稳不稳他们充满了生命,也许所有海洋物种的四分之一取决于珊瑚礁为了食物和住所。当你考虑到珊瑚礁只覆盖地球表面的一小部分(不到1%)和海洋底部的不到2%时,这是一个了不起的统计数字。因为它们是如此的多样化,珊瑚礁经常被称为海洋雨林。

珊瑚礁对人也非常重要。珊瑚礁的价值已经存在估计为3000亿美元也许和那么多每年1720亿美元美元,提供食物,保护海岸线,基于旅游业的工作,甚至药物。

不幸的是,人类也是珊瑚礁最大的威胁。过度捕捞和破坏性捕捞、污染、变暖、海洋化学变化以及入侵物种都在造成巨大的损失。在一些地方,珊瑚礁已经完全被破坏,在许多地方,今天的珊瑚礁是一个苍白的影子,他们曾经是。

什么是珊瑚?

动物,蔬菜和矿物质

半透明的珊瑚息肉特写镜头照片,显示里面生活的共生藻类。
褐绿色的斑点是虫黄藻,是最浅的暖水珊瑚的主要食物来源。 (©osf.co.uk.保留所有权利。)

珊瑚与海葵有亲缘关系,它们都有相同的简单结构,即珊瑚虫。这个息肉就像一个罐头的一端张开:开口的一端有一个嘴巴,周围环绕着一圈触手。它的触须上有刺细胞,叫做刺丝囊,它允许珊瑚息肉捕获小生物游泳太近了。在息肉的体内内部是消化和生殖组织。珊瑚与海葵不同,在他们生产矿物骨架中。

生活在温水中的浅水珊瑚往往有另一个食物来源Zooxanthellae.(发音ZO-O-ZAN-THELL-EE)。这些单细胞藻类光合作用并通过了他们从太阳的能量到宿主所做的一些食物,并交换珊瑚动物为藻类提供营养。这是这种关系,允许浅水珊瑚快速增长,以建立我们称之为珊瑚礁的巨大结构。Zooxanthellae还提供了珊瑚拥有的绿色,棕色和红色颜色。在一些珊瑚中发现的紫色,蓝色和淡紫色较少,珊瑚使自己成为自己。

珊瑚的多样性

粉红色息肉的花朵般的簇组成这个珊瑚殖民地。
粉红色息肉的花朵般的簇组成这个珊瑚殖民地。 (美国国家海洋和大气管理局海洋资助计划James P. McVey博士照片集)

在所谓的真正的石珊瑚中,这组成了大多数热带珊瑚礁,每根息肉都坐在由碳酸钙制成的杯子中。石珊瑚是最重要的珊瑚礁建设者,但是有机管珊瑚珍贵的红珊瑚,蓝色珊瑚也有石骨架。还有珊瑚可以使用更柔韧的材料或小僵硬的棒来构建他们的骷髅 - 海叉和海棒,橡胶软珊瑚和黑珊瑚。

我们称之为珊瑚的动物的家谱是复杂的,一些群体比其他人更密切相关。除了这一切火珊瑚(因其刺痛强烈而得名)安雪罗那人主要分为两大类。这六髋臼(包括真正的石珊瑚和黑色珊瑚以及海葵)具有光滑的触手,通常在六个倍数中,而且octocorals(软珊瑚,海叉,器官管和蓝珊瑚)有八个触手,每个触手都有微小的分支沿着侧面跑。所有珊瑚都在门口刺胞动物,与水母相同。

再生产

一种紫色的硬珊瑚释放成束的粉红色的卵和精子粘在一起。
一种紫色的硬珊瑚释放成束的粉红色的卵和精子粘在一起。 (Chuck Savall)

珊瑚有多种繁殖策略——它们可以是雄性,也可以是雌性,或者两者都有,它们可以无性繁殖,也可以有性繁殖。无性繁殖对于增加蜂群的规模很重要,有性繁殖可以增加遗传多样性,并开始远离父母的新蜂群。

无性繁殖

无性繁殖的结果是珊瑚虫或菌落是彼此的克隆-这可以通过芽接或碎片发生。萌芽是当珊瑚虫达到一定的大小并分裂,产生一个基因相同的新珊瑚虫。珊瑚一生都在这样做。有时蜂群的一部分脱落形成一个新的蜂群。这被称为碎片,这可能是风暴等干扰或被捕鱼设备击中的结果。

性繁殖

在有性繁殖中,卵子被精子受精,通常来自另一个群体,然后发育成自由游动的幼虫。珊瑚有两种有性繁殖方式,外部繁殖和内部繁殖。视乎受精卵的种类和类型,幼虫会在合适的基质上定居,并在数天或数周后变成水螅体,虽然有些可以在数小时内定居!

大多数石珊瑚是广播产卵,受精发生在身体外(外部施肥)。殖民地释放了大量的鸡蛋和精子,这些卵和精子通常粘在束缚中(每个息肉)朝向表面浮动。产卵经常每年发生一次,在某些地方,在一个地区的所有物种的所有单独的人中同步。这类质量产卵通常发生在晚上,非常壮观。一些珊瑚在水螅体中孵卵,然后将精子释放到水中。当精子下沉时,含有卵子的息肉将它们吸收进来,受精在体内发生(内部受精)。孵卵鱼通常一年按月周期繁殖几次。

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史密森尼杂志

从珊瑚到珊瑚礁

珊瑚生长

UV光照亮了44岁的Primnoa Resedaformis Coral的横截面中的生长环,发现了大约400米(1,312英尺)的纽芬兰深处。
紫外光照亮44岁的横截面上的年轮Primnoa resedaeformis珊瑚发现了大约400米(1,312英尺)的纽芬兰海岸深。 (欧文谢尔伍德)

个别珊瑚息肉珊瑚礁内部通常非常小——通常小于半英寸(或1.5厘米)直径。最大的珊瑚虫是在蘑菇珊瑚,这可以超过5英寸。但由于珊瑚是殖民地,殖民地的大小可以更大:大土墩可以是小型车的大小,并且单个分支菌落可以覆盖整个礁石。

通常由许多殖民地组成的珊瑚礁仍然大得多。最大的珊瑚礁是大堡礁它距离澳大利亚东海岸1600英里(2600公里)。它是如此之大,它可以从太空中看到的!!

当珊瑚生长在靠近大陆海岸或较小岛屿的浅水中时,珊瑚礁就形成了。大多数珊瑚礁被称为边缘珊瑚礁,因为它们位于附近陆地的海岸线边缘。但当珊瑚礁在火山岛周围生长时,有趣的事情就发生了。在数百万年的时间里,火山逐渐下沉,而珊瑚继续生长,既有向海面上升的,也有向远洋延伸的。随着时间的推移,珊瑚和下沉的岛屿之间形成了一个泻湖,泻湖周围形成了一个堡礁。最终,火山被完全淹没,只剩下珊瑚圈。这叫做环礁。海浪最终可能会把沙子和珊瑚碎片堆在环礁上生长的珊瑚上面,形成一片狭长的陆地。马绍尔群岛是太平洋上的一个群岛系统,马绍尔群岛是马绍尔群岛的家园,许多岛屿都是环礁。

生长一个大的珊瑚群或珊瑚礁需要很长时间,因为每个珊瑚生长缓慢。珊瑚最快的扩张速度是每年超过6英寸(15厘米),但大多数珊瑚每年增长不到1英寸。珊瑚礁本身的生长速度甚至更慢,因为在珊瑚死亡后,它们会破碎成更小的碎片,变得更紧实。单个的蜂群通常可以存活几十年到几百年深海殖民地已经存在了4000多年。我们知道这一点的一个原因是珊瑚和树木一样,会留下年轮。这些骨骼可以告诉我们几百年或几千年前的情况。现在的大堡礁是在大约2万年前开始生长的。

此图像是响应视频的帮助镜像。
哈立德·本·苏丹生命海洋基金会

珊瑚礁在哪里找到?

浅水珊瑚礁跨越全球赤道。
浅水珊瑚礁跨越全球赤道。 (©UNEP世界自然保护监测中心/全球1KM 7.0版数据集)

珊瑚遍布全球海洋的浅水和深水,但造礁珊瑚只在热带和亚热带浅水水域发现。这是因为在它们的组织中发现的藻类需要光进行光合作用,它们喜欢水温在70-85°F(22-29°C)之间。

也有深海珊瑚石珊瑚和软珊瑚都可以在深海中找到。深海珊瑚没有相同的藻类,也不需要阳光或温暖的水来生存,但它们也生长得非常缓慢。一个可以找到它们的地方是水下山峰海山

珊瑚礁作为生态系统欧宝体育稳不稳

海上城市

棘冠海星的放大图像。
科学家一直在研究为什么荆棘冠军的人口(acantacter planci.)近几十年来了蘑菇。珊瑚礁可以在海星的数字爆炸时受苦;Echinoderm具有健康的食欲和少数捕食者。 (Klaus Jostjostimages.com

珊瑚礁是大海的大城市。它们存在,因为珊瑚的生长匹配或超过珊瑚的死亡 - 将其视为施工起重机(新珊瑚骨架)和破坏球之间的种族(杀死珊瑚的生物,并将其骨骼扔进沙子)。

当珊瑚幼时漂浮在浮游生物中,它们可以被许多动物吃掉。一旦它们定居下来,就会分泌出一副骨架,但有些鱼,蠕虫,蜗牛和海星捕食成年珊瑚。荆棘冠军海星在太平洋的许多地方特别是贪婪的掠夺者。这些捕食者的人口爆炸可能导致珊瑚礁覆盖成千上万这些海星,大部分珊瑚在不到一年内丧生。

珊瑚也必须担心竞争对手。他们使用与他们的食物相同的Nematocysts来刺入其他侵犯珊瑚并保持在海湾。海藻是一个特别危险的竞争对手,因为它们通常比珊瑚更快地增长,并且可能含有伤害珊瑚的令人讨厌的化学品。

珊瑚不需要仅仅依靠自己的防御,因为互惠关系(有益的关系)在珊瑚礁上比比皆是。珊瑚和它们的虫黄藻之间的伙伴关系是许多共生的例子之一,不同的物种生活在一起,互相帮助。一些珊瑚群落住在树枝里的螃蟹和虾并用镊子捍卫他们的家庭反对珊瑚掠食者。鹦嘴鱼在寻求寻找海藻中,往往会咬掉珊瑚的大块,稍后会把消化留出来仍然是沙子一种虾油通过变得更加有毒的自身,咀嚼特别令人讨厌的海藻,甚至有益。

保护

威胁

全球的

这些在墨西哥湾的漂白珊瑚是水温增加的结果。
这些在墨西哥湾的漂白珊瑚是水温增加的结果。 (艾玛Hickerson / NOAA)

珊瑚礁面临的最大威胁是不断上升的水温和与不断上升的二氧化碳水平有关的海洋酸化。高水温会导致珊瑚失去能产生珊瑚所需食物的微小藻类,这种情况被称为珊瑚漂白。严重或长期的白化会杀死珊瑚群落,或使它们容易受到其他威胁。与此同时,海洋酸化意味着海水的酸性更强,这使得珊瑚更难形成碳酸钙骨架。如果酸化变得足够严重,它甚至可能会破坏现有的骨骼,而这些骨骼已经为珊瑚礁提供了结构。科学家预测在2085个海洋条件下,酸性足以用于全球珊瑚开始溶解。对于夏威夷的一个珊瑚礁,这已经是一个现实。

当地的

狮子鱼被称为土耳其鱼,因为,取决于你的观察方式,他们的刺可以类似于火鸡的羽毛。
狮子鱼被称为土耳其鱼,因为,取决于你的观察方式,他们的刺可以类似于火鸡的羽毛。 (©艾琳·斯宾塞)

不幸的是,气候变暖和海水酸化并不是唯一的原因珊瑚礁面临的威胁。珊瑚的过度捕捞和过度溶解也扰乱了珊瑚礁生态系统。欧宝体育稳不稳如果没有小心,船锚和潜水员可以疤痕礁。侵入物种也可以威胁珊瑚礁。这狮子鱼,原产于印度太平洋水域,在大西洋水域中有一个快速增长的人口。通过如此大的数量,鱼可以通过消费和与天然珊瑚礁动物的消费产生极大地影响珊瑚礁生态系统。欧宝体育稳不稳

即使远离珊瑚礁的活动也会产生影响。从草坪、污水、城市和农场流出的水滋养了藻类压倒珊瑚礁。森林砍伐耐旱地侵蚀,云层覆盖水中珊瑚。

珊瑚白化

将左侧的健康珊瑚与右侧的漂白珊瑚进行比较。
将左侧的健康珊瑚与右侧的漂白珊瑚进行比较。 亨利(特)

“珊瑚白化”发生在珊瑚虫失去了它们的共生藻类——虫黄藻。没有了虫黄藻,活体组织几乎是透明的,你可以直接看到石质骨架,那是白色的,因此被称为珊瑚白化。很多不同种类的压力源会导致珊瑚漂白-水太冷或太热,光照太多或太少,或海水被大量淡水稀释,都可能导致珊瑚白化。如今造成白化的最大原因是全球变暖导致的气温上升。温度超过正常季节的最高温度2华氏度(或1摄氏度)就会导致白化。白化的珊瑚不会立即死亡,但如果温度非常高或长时间太热,珊瑚会死于饥饿或疾病。1998年,印度洋80%的珊瑚白化,20%死亡。

保护珊瑚礁

一个蓝鳍雀在夏威夷的Maro Coral Reef游泳,部分瓜押瓜押,一部分的Papahānaumokuākea海军纪念碑。
一个蓝鳍雀在夏威夷的Maro Coral Reef游泳,部分瓜押瓜押,一部分的Papahānaumokuākea海军纪念碑。 (©James D. Watt / Ocean Stock)

我们可以在当地做很多事情来保护珊瑚礁,通过确保有一个健康的鱼群社区和珊瑚礁周围的水是干净的。如今,保护良好的珊瑚礁通常拥有更健康的珊瑚种群,而且数量也更多有弹性的(能更好地从台风和飓风等自然灾害中恢复过来)。

鱼在珊瑚礁上发挥重要作用,特别是吃海藻的鱼,并将它们放在窒息的珊瑚中,这比海藻慢得多。鱼也吃珊瑚的掠食者,如荆棘冠。海洋保护区(MPA)是保持珊瑚礁健康的重要工具。大型MPAS保护大堡礁和西北夏威夷群岛,例如,2012年6月,澳大利亚创造了世界上最大的海洋保护区网络。由当地社区管理的较小的人在发展中国家非常成功。

清洁的水也很重要。对土地的侵蚀导致河流向珊瑚礁倾倒泥浆,窒息和杀死珊瑚。当珊瑚幼体在浮游生物中发育时,含有过多营养物质的海水会加速海藻的生长,并增加其捕食者的食物。清洁的水依赖于谨慎地使用土地,避免过多的化肥和森林砍伐造成的侵蚀和某些建筑做法。然而,从长远来看,珊瑚礁的未来将取决于减少大气中的二氧化碳。由于化石燃料的燃烧,大气中的二氧化碳正在迅速增加。二氧化碳既使海洋变暖,导致珊瑚白化,又改变海洋的化学成分,导致海洋酸化。这两种情况都使得珊瑚难以形成它们的骨骼。

史密森尼博物馆的珊瑚

收藏品

在国家自然历史博物馆的无脊椎动物收藏中,大约有3500万个标本,其中一些珊瑚是一小部分样本。
在国家自然历史博物馆的无脊椎动物收藏中,大约有3500万个标本,其中一些珊瑚是一小部分样本。 (芯片克拉克/史密森学会)

国家自然历史博物馆收藏的珊瑚可能是世界上最大、记录最好的。它的瑰宝是一组浅水珊瑚美国南海探索远征1838-1842年是西方探险史上最大的航海发现之一。探险队带回了许多不为人知的标本,科学家们曾经用它们来命名和描述几乎所有的太平洋珊瑚礁珊瑚。这些被称为模式标本在集合中。完全,该集合包括关于约的标本4,820种珊瑚,约有65%的物种生活在深水中。

研究

凯莉·波礁野战站

阳光落在伯利兹的Carrie Bow Cay的Smithsonian的海洋野外站。超过三十年,它已经回到了史密森尼的加勒比珊瑚礁生态系统计划。
阳光落在伯利兹的Carrie Bow Cay的Smithsonian的海洋野外站。超过三十年,它已经回到了史密森尼的加勒比珊瑚礁生态系统计划。 (芯片克拉克/史密森学会)

在20世纪60年代后期,几个史密森斯科学家们让自己成为一个雄心勃勃的目标:了解加勒比珊瑚礁的内部工作。为了研究这种复杂的生态系统,他们需要一个领域的领域,他们可以在很长一段时间内从多个学科进行一个地点的研究。

1972年,他们遇到了一个小岛,岛上有三栋百叶窗建筑。它靠近所有主要的栖息地,而且与世隔绝,足以研究珊瑚礁的自然动态。这是一个完美的地点。30多年过去了,伯利兹的凯莉·鲍礁仍然是加勒比海珊瑚礁生态系统计划。来自世界各地的科学家和学生继续调查该地区的珊瑚礁、海草床和红树林;发现新物种;开创新的研究技术。看看史密森尼科学家们的视频在Carrie Bow附近监测acroporid种群

武器项目

开发了自主珊瑚礁监测结构,以帮助科学家研究珊瑚礁多样性,现在已经广泛通过了研究世界各地的多样性。
开发了自主珊瑚礁监测结构,以帮助科学家研究珊瑚礁多样性,现在已经广泛通过了研究世界各地的多样性。 (Laetitia Plaisance / Creefs,海洋生命的人口普查)

色彩不是很丰富。它不是由珊瑚构成的。但通过模仿真实珊瑚礁的角落和缝隙,这种自主珊瑚礁监测结构(ARMS)吸引了螃蟹、虾、蠕虫、海胆、海绵和许多其他种类的海洋无脊椎动物。

研究人员海洋生物普查美国的珊瑚礁倡议组织(CReefs Initiative)在珊瑚礁附近设立了这些临时的塑料“公寓”,以便更多地了解珊瑚礁物种的多样性。他们把这些建筑放在水下大约一年。然后他们取回ARMS并分析有什么生命形式在这里居住。CReefs研究人员在夏威夷,澳大利亚,摩尔亚州,台湾和巴拿马等地方部署了数百武器,以便比较不同,往往的生物多样性,往往遥远的珊瑚礁。

史密森学会的科学家

南希•诺尔顿博士

海洋生物学家Nancy Manglton
Nancy Knowlton,史密森尼国家自然历史博物馆海洋科学主任。 (基督教Ziegler)

珊瑚礁生物学家南希•诺尔顿博士正在领导史密森学会努力增进公众对世界海洋的了解。她对珊瑚礁的生态和进化研究多年,研究深入关心他们的未来。“在三十年来,我一直在加勒比地区学习珊瑚礁,我们已经失去了80%的珊瑚礁,”她说。但她仍然有希望。“你必须让人们意识到情况令人难以置信的严重,但是有些事情可以做到。”

除了担任史密森尼海洋科学的桑特主席,诺尔顿博士目前任职于皮尤海洋研究员咨询委员会、斯隆海洋科学研究委员会和珊瑚礁联盟国家委员会。她是奥尔多·利奥波德领导力研究员,彼得·本奇利奖和亨氏奖得主,著有海上公民

博士斯蒂芬·凯恩斯

斯蒂芬·凯恩斯博士是史密森尼的研究动物学家,研究深海珊瑚。
斯蒂芬·凯恩斯博士是史密森尼的研究动物学家,研究深海珊瑚。 (玛格丽特凯恩斯)

10岁时,斯蒂芬·凯恩斯住在古巴,收集贝壳。就在那时,他决定成为一名海洋科学家。今天他是一个研究动物学家在Smithsonian的国家自然历史博物馆,重点是深水珊瑚的多样性,分布和演化 - 既有化石和生活。深水珊瑚在寒冷的暗水域深处长达4英里。所以凯恩斯博士在海洋研究船上和深海潜艇上进行了大部分地区的田野工作。凯恩斯博士发表了大约150篇论文和书籍,他已经描述了400多种新的深水珊瑚。他向我们保证,仍有更多待发现。