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为什么一些石珊瑚物种在海洋酸化中存活得更好*,中国化工网,okmart.com
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为什么一些石珊瑚物种在海洋酸化中存活得更好*
2022年05月04日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

“珊瑚骨架形成过程中更快的结晶与海洋酸化的恢复力相关”
美国化学学会杂志

硬珊瑚通过从海水中生成碳酸钙(CaCO3)并将其添加到骨骼中结晶而生长。这一过程——以及珊瑚的生存——受到海洋酸化的威胁。然而,科学家在《美国化学学会杂志》上报告称,珊瑚在受到海水保护的隔室中产生碳酸钙,而不像之前所认为的那样,在暴露的地方产生碳酸钙。这些发现,以及不同的结晶速率,可以解释为什么一些物种对这种威胁更有抵抗力。

石珊瑚从海水中提取钙和碳酸盐离子,生成CaCO3,然后以无定形颗粒的形式附着在生长的骨架上,逐渐硬化成可溶性较差的“文石”晶体结构。传统观点认为,这些颗粒形成并生长在骨骼表面上一层2微米厚的液体中,称为细胞外钙化液(ECF)。由于珊瑚中共生生物的光合作用,ECF的pH值在白天升高,然后每晚再次下降。通常情况下,这不会是一个问题,但由于部分暴露于海水中,当海水pH值下降时,ECF也会在一定程度上酸化。据Pupa U.P.a.Gilbert及其同事称,这将干扰CaCO3的形成和沉积,并杀死对pH值下降最敏感的珊瑚。相反,如果像吉尔伯特的研究小组最近假设的那样,CaCO3颗粒的成核和生长发生在受海水和ECF保护的细胞内,那么即使是敏感物种也有可能在酸化过程中存活,只要pH值不太低。研究人员决定解决这个问题。

在珊瑚样本中,研究小组在ECF上方的一层细胞中检测到无定形CaCO3颗粒。研究人员说,这一发现与这些细胞内封闭的囊泡(或小囊)内颗粒的生长相一致。这意味着这些颗粒是在远离海水的地方安全形成的,而不是在ECF中。然而,一旦附着在生长中的骨骼表面,它们就会暴露在ECF中,在结晶之前有溶解的风险。研究小组发现,不同物种的结晶速率差异很大。例如,新添加的碳酸钙结晶更快,因此在短时间内保持可溶性,在已知不易受海洋酸化影响的Stylophora pistilata中。

作者感谢美国能源部、美国国家科学基金会和欧洲研究理事会的资助。

标签:海洋化学技术中心
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