摘要：西班牙研究人员利用天然火山二氧化碳喷口进行的突破性研究显示，地中海海洋生态系统正面临一场隐性但极其严重的危机。这些被称为海洋"隐藏建筑师"的苔藓虫群落，在海洋酸化和气候变暖的双重压力下表现出令人担忧的脆弱性，其骨骼结构弱化、微生物群落发生改变、整体适应性显著下

信息来源：https://scitechdaily.com/scientists-warn-the-oceans-hidden-architects-are-breaking-down/

西班牙研究人员利用天然火山二氧化碳喷口进行的突破性研究显示，地中海海洋生态系统正面临一场隐性但极其严重的危机。这些被称为海洋"隐藏建筑师"的苔藓虫群落，在海洋酸化和气候变暖的双重压力下表现出令人担忧的脆弱性，其骨骼结构弱化、微生物群落发生改变、整体适应性显著下降。这一发现可能预示着整个海洋生态系统将面临连锁性崩塌风险。

海洋科学研究所的研究团队在《通讯生物学》期刊发表的最新研究中首次全面揭示了苔藓虫在气候变化影响下的多维度响应机制。与备受关注的珊瑚礁不同，苔藓虫这些微小的群居无脊椎动物长期以来在海洋保护讨论中被边缘化，但它们实际上是地中海生态系统中不可替代的栖息地构建者。

研究主要作者、ICM-CSIC研究员布兰卡·菲格罗拉指出："尽管这些海洋'建筑师'属于不同门类、种类繁多且全球分布广泛，但在应对环境变化的研究中却常常被忽视。"这项研究填补了科学界对苔藓虫适应气候变化能力认知的重要空白，为评估海洋生态系统的未来稳定性提供了关键数据。

天然实验室揭示未来海洋图景

研究团队选择意大利伊斯基亚岛的海底火山二氧化碳喷口作为"天然实验室"，这一独特的地理环境能够模拟预计到本世纪末的海洋酸化条件。这种研究方法的创新性在于能够观察海洋生物在真实环境条件下的长期适应过程，而非依赖实验室短期模拟实验。

“假珊瑚”广泛分布于地中海。图片来源：ICM-CSIC

安东多恩动物研究所研究员、论文最后作者努里亚·特伊希多解释道："该区域为研究海洋物种在自然条件下如何应对酸化提供了独特机会。"通过对比暴露和未暴露于高二氧化碳环境的苔藓虫群落，研究人员能够精确评估气候变化对这些关键物种的具体影响。

研究重点关注了截形多孔珊瑚，这是一种在地中海广泛分布的苔藓虫，俗称"假珊瑚"。这些群落能够生长成复杂的三维框架结构，为众多海洋生物提供栖息地和庇护所，其生态功能与真正的珊瑚礁系统相似但又具有独特性。

实验设计涵盖了形态学、骨骼矿物学和微生物组三个关键维度的分析。研究人员运用计算机显微断层扫描技术首次获得了苔藓虫内部骨骼结构的高分辨率3D图像，这些数据不仅具有重要科学价值，也为公众教育和环境保护宣传提供了直观素材。

微生物群落变化的早期预警信号

研究最令人担忧的发现之一是苔藓虫微生物群落的显著变化。虽然这些生物在酸化环境中通过调整骨骼矿物学组成表现出一定的适应能力，并保持了相对稳定的微生物群落基本结构，但深层分析揭示了更为复杂的问题。

菲格罗拉强调："我们观察到功能性微生物多样性的丧失，涉及营养、防御或抵抗环境压力等关键过程的微生物属种减少。"这种功能性多样性的下降可能比表观的结构变化更加危险，因为它直接影响宿主的生理机能和环境适应能力。

进化生物学研究所研究员哈维尔·德尔·坎波补充说："即使菌落表面看起来很健康，微生物组的变化也可能作为环境压力的早期生物指标。"这一发现具有重要的预警意义，表明当前看似稳定的海洋生态系统可能已经在微观层面发生了不可逆转的变化。

微生物群落的改变不仅影响苔藓虫个体的健康状况，还可能波及整个食物网。苔藓虫及其微生物伙伴在海洋生态系统的营养循环、有机物分解和生物防御等过程中发挥关键作用，其功能性减退将对依赖这些服务的其他海洋生物产生连锁影响。

气候变暖加剧复合压力效应

研究的另一重要贡献是量化了海洋酸化与气候变暖的协同效应。在五年的连续监测期内，研究团队发现单一环境因子的影响相对有限，但两种压力因子结合时会产生显著的放大效应。

巴塞罗那大学研究员波尔·卡普德维拉指出："模型显示这两种压力因素的结合会加剧观察到的效应，显著减少苔藓虫覆盖率并增加死亡率。尽管这些物种表现出一定的形态可塑性，但不足以抵消酸化和变暖的共同影响。"

这一发现对当前的气候变化影响评估具有重要启示。许多研究倾向于单独评估温度上升或海洋酸化的影响，但现实中这些因子往往同时作用并相互放大。苔藓虫研究表明，即使生物表现出对单一压力的一定适应能力，复合压力下的生存前景仍然堪忧。

更令人担忧的是，研究发现苔藓虫的恢复能力在复合压力下显著降低。在正常环境条件下，这些生物能够较快地从局部损伤中恢复，但在酸化和变暖的环境中，其自我修复和重新生长的能力明显减弱。

生态系统连锁反应与保护策略

苔藓虫作为栖息地构建者的重要作用使其衰退可能引发广泛的生态系统连锁反应。这些"假珊瑚"不仅为小型无脊椎动物提供栖息空间，还是许多鱼类的重要摄食场所和繁殖地。研究显示，苔藓虫群落的三维结构复杂性直接影响相关生物群落的多样性和丰度。

当苔藓虫群落退化时，依赖其提供栖息地的物种将面临栖息地丧失的威胁。这种影响会通过食物网向上传递，最终可能影响具有重要经济价值的鱼类资源。地中海渔业的可持续性因此与这些看似微不足道的"隐藏建筑师"密切相关。

研究团队正在开发基于自然的保护方法，通过微生物组工程增强苔藓虫的环境适应性。初步研究表明，某些有益微生物的接种可能有助于提高宿主在压力环境中的存活率，但这种方法的长期效果和生态安全性仍需进一步验证。

此外，研究强调了建立海洋保护区网络的紧迫性。通过保护关键的苔藓虫栖息地，可以为这些物种提供气候变化避难所，维持种群的遗传多样性和适应潜力。保护策略还应考虑微生物多样性的维护，确保整个共生系统的完整性。

这项研究作为MedCalRes国家计划项目的一部分，目前正通过HOLOCHANGE巩固项目和MedAcidWarm国家计划继续深化。菲格罗拉总结道："这个问题的复杂性需要综合分析。跨学科方法可以帮助我们预测未来情景，并更有效地保护海洋生态系统。"

随着全球气候变化的持续加速，类似苔藓虫这样的"隐藏建筑师"面临的挑战将更加严峻。及时识别和应对这些微观层面的生态危机，对于维护海洋生态系统的整体稳定性至关重要。

来源：人工智能学家