研究探索严重飓风和珊瑚礁海绵重新定居
为了研究, 在圣路易斯市的两次5级飓风发生14个月和22个月后，潜水员收集了薄的紫色形态海绵的小样本. 托马斯。. (图片来源:Karli Hollister)
因其长而下垂的枝干而得名， Aplysina cauliformis, 珊瑚礁海绵, 为海洋生物提供了一个重要的三维栖息地，并有助于稳定珊瑚礁的基础. 然而, 这些直立的分枝海绵在暴风雨中很容易断裂, 是什么增加了海绵破碎，导致了种群的克隆和近亲繁殖.
许多海绵可以经受严重的破坏和频繁的破裂, 哪一种被认为是无性繁殖的机制. 而碎裂是绳海绵中常用的繁殖策略, 它们也可以通过产卵进行有性繁殖. 在极端天气事件发生后，它们如何以及是否重新定居对珊瑚礁生态系统的恢复和复原力至关重要.
飓风“厄玛”和“玛丽亚”都发生在2017年，这是两次快速连续的风暴，为研究人员提供了 KU体育官网APP’s 哈丽雅特·L. 威尔克斯荣誉学院 和 海洋研究所港湾分所 , 以及维尔京群岛大学的合作者, 密西西比大学和阿拉巴马大学, 有一个独特的机会来解决一个优先关注的问题——严重飓风后珊瑚礁海绵种群的恢复能力.
在美国，研究人员首次评估了海绵对基质的再定殖.S. 维尔京群岛在这两次灾难性的风暴之后使用基因分析来了解风暴后珊瑚礁发生了多少克隆和性招募. 迄今为止，对风暴影响的研究主要集中在核珊瑚或石珊瑚上.
该研究结果发表在该杂志上 分子生态学 , 揭示了低远洋分散的无性系海洋物种种群，如 A. cauliformis, 可以从飓风频率和强度的增加中受益，以保持遗传多样性和打击近亲繁殖, 增强加勒比海绵群落对极端风暴事件的抵御能力.
的 A. cauliformis 飓风前的种群是高度无性繁殖的，但在飓风后为重新定居而转向了更多的有性繁殖, 85%的有性繁殖主要依靠本地幼虫的招募. 大风暴事件有利于海绵幼虫的招募，但没有增加遗传多样性.
“已知暴露于中等或低风暴频率的分支珊瑚种群主要是有性种群, 而风暴频率最高的地区则主要是无性系种群,” Andia Chaves Fonnegra, Ph.D.她是能力的首席研究员，也是生物学助理教授. 威尔克斯荣誉学院和海港分校. ”相比之下, 我们的研究结果表明，在这些极端事件之后，性衍生的海绵幼虫比破碎/再生的无性系更容易招募, 保持遗传多样性. 因为 A. cauliformis 海绵可以通过分裂和有性繁殖进行无性繁殖, 这些机制之间的相互作用可以最大限度地提高它们的扩散效率和它们成功重新定居栖息地的可能性.”
在各地区均检测到幼虫招募(基因)和片段(分株). 飓风后托马斯采样地点, 这表明该物种在不受场地地形影响的情况下有快速种群恢复的潜力.
所有站点加起来有65个.飓风前的成年海绵中有8%是基因，而85%是基因.百分之一的飓风后青少年. 这表明再殖民 A. cauliformis 飓风过后主要是由于有性繁殖, 基因的流动距离可达60公里, 之间的圣. 圣克鲁斯和巴克岛. 托马斯，在研究地点被发现.
为了研究, 在圣路易斯市的两次5级飓风发生14个月和22个月后，潜水员收集了薄的紫色形态海绵的小样本. 托马斯。. 然后，研究人员使用一种基于对被称为2b-RAD的均匀片段测序的基因分型方法，从海绵样本中提取基因组DNA. 这种新兴的方法被用于制图, 群体遗传学, 遗传作图和等位基因估计. 对飓风前(成虫)和飓风后(成虫和幼虫)种群的遗传多样性按预期值(He)和观察到的杂合度(Ho)与近交系数(FIS)进行了比较.
“在短时间内, 间歇性的干扰，如飓风，可以改变珊瑚礁底栖生物群落的结构和功能，并影响恢复时间,查韦斯·丰内格拉说. “然而, 正如我们在研究中所证明的那样, 风暴事件对所有珊瑚礁物种的影响并不相同，它可以通过为幼虫的附着和招募创造开放的基质来促进多样性.”
鉴于预计随着气候的持续变化，强烈飓风将更加频繁, 很可能会出现一些大的扰动，比如两场史无前例的5级飓风在圣路易斯市登陆. 托马斯将继续影响珊瑚礁物种的种群结构及其生态相互作用.
该研究的共同作者是Iris Segura-Garcia博士.D., first author 和 a former postdoctoral fellow in the Chaves Fonnegra Lab; Julie B. 奥尔森,Ph值.D., a professor of biological 科学s, University of Alabama; Deborah J. Gochfeld, Ph值.D., 首席科学家, 生物分子研究系, the University of Mississippi; 和 Marilyn E. 布兰德,Ph值.D.他是维尔京群岛大学的研究副教授.
本研究由Chaves Fonnegra启动基金和国家科学基金会RAPID基金(OCE-1807807)资助, Gochfeld, 奥西- 1808233, Olson和OCE1810616, 布兰特).
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