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氣候改變、污染滅抗菌海草

2017/2/22 — 19:39

背景圖片來源:印尼 Spermonde Archipelago 群島之海草海床 Credit: Joleah Lamb

背景圖片來源:印尼 Spermonde Archipelago 群島之海草海床 Credit: Joleah Lamb

康乃爾大學學者 Joleah Lamb 與 Drew Harvell 的團隊,原本在印尼檢查珊瑚受真菌發細菌感染的情況,但經過四日行動,全部學者均患上阿米巴痢疾,其中一位更感染傷寒。

Harvell 就開始懷疑她們患病與珊瑚健康有關,並與 Lamb 策劃另一次研究。她們最終決定在印尼四個島嶼附近水域進行調查,研究有與沒有海草對病菌數量有沒有影響;研究 [1] 經已刊於《科學》。

首先,她們將收集得來的海水樣本放入培養皿中,看看腸球菌屬病菌生長情況。結果發現附近長有海草的海水比無海草海水中的病菌少三份之二。

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其次,團隊將從海水收集得來的 DNA 碎片排序,於無海草海水中可分辨出 18 種病菌,而有海草海水則只有一半。

最後,團隊回到四個島嶼檢查珊瑚,發現附近有海草的珊瑚患病機會,是沒有海草海床珊瑚的一半,顯然海草會移除水中病菌。 Lamb 就猜測海草釋放的大量氧氣有如香檳噴出的汽泡殺死病菌;海草上亦有真菌會製造殺菌化合物,但海草抗菌機制仍然未明,其抗菌能力有多高亦在了解當中。

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海草海床——重要海洋生態系統

海草海床是全球最具經濟價值、最重要的生態系統,但同時最受威脅。

千萬年前,有花植物進入海洋生長,最終演化出現今海草。它們仍會開花以及進行光合作用,甚至能在 190 呎海底靠著微弱陽光生存。海草所生長的泥土也充滿有毒的硫化氫,海草更會將光合作用釋放的氧氣會送到根部中和海床裡的硫化氫毒性。

自 19 世紀來已有三份之一海草海床消失,近年其消失速度加快,每三十分鐘就有一個足球場大小的海草海床被毀。 Lamb 就形容海草是海洋生物界的「醜陋繼子 (ugly stepchild) 」,對比紅樹與珊瑚來說,根本就沒有得到應有的重視。

2014 年劍橋研究從澳洲南部的海草海床估算出, 每公頃海草海床每年為漁業界增加 87,000 美元的價值。另外,海草會將流入海中的肥料與其他污染物鎖在海床中。據估計,每公頃海草海床過濾的海水價值相當於逾 11,000 美元。

未有參與研究的海洋學家 Robert Orth 表示,新研究將會讓人思考海草的重要性。 Orth 於二月初亦發表了海草相關的研究 [2] 。他的團隊發現美國東部的切薩皮克灣 (Chesapeake Bay) 自 1991 年,已有 29% 海草海床消失。

他們相信海草消失有兩個原因:

  1. 受侵蝕的泥土流入海灣令海水污濁,海草無法得到足夠陽光進行光合作用慢慢凋謝;
  2. 受氣候變化影響,更熱的夏天令海草透過葉面喪失更多氧氣,根部氧氣減少,增加海床污泥毒性。

而污濁海水亦會令海水暖化幅度增加,結果兩者互相影響形成惡性循環。團隊又發現,隨著海草消失問題加劇,海灣經濟價值也隨之減低。 Orth 舉例, 1991 年已有 5 億隻當地盛產的年幼藍蟹因海草消失死去。

海草海床泥土缺氧難以被細菌分解,是個非常重要的碳庫,據估計全球海草海床儲存約 90 億噸碳。不過,海草逐步消失,海床中的碳將會釋放到海水,有些更會以二氧化碳的形態重回大氣之中。

為了避免最惡劣的情況出現, Orth 的團隊近年在維珍尼亞海岸種新種植海草,現時已由 1997 年的荒蕪海床,變成 6,200 公頃的海草海床。

來源:
New York Times, Disappearing Seagrass Protects Against Pathogens, Even Climate Change, Scientists Find, 16 February 2017

研究:

  1. Lamb, J.B., van de Water, J.M., & et al. (2017). Seagrass ecosystems reduce exposure to bacterial pathogens of humans, fishes, and invertebrates. Science 17 Feb 2017: Vol. 355 Issue 6326 pp. 731-733. DOI: 10.1126/science.aal1956
  2. Lefcheck, J.S., Wilcox, D.J. & et al. (2017). Multiple stressors threaten the imperiled coastal foundation species eelgrass (Zostera marina) in Chesapeake Bay, USA. Global Change Biology first published on 6 February 2017. Doi: 10.1111/gcb.13623

文/Alan Chiu 、審核/TC Chow, Edward Ho

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