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月光照射有助珊瑚繁殖
 作者:王丹红 来源:科学时报 发布时间:2007-10-22 0:31:38 小号字 中号字 大号字

 

珊瑚体内的一种蓝光蛋白质让珊瑚繁殖期与月亮盈亏一致。(图片提供:Corbis网站)
 
每年,珊瑚大规模排放卵子和精子的繁殖季节总是出现在满月时分。这时,汹湧膨湃的海水以不可阻挡之势冲击珊瑚礁,将珊瑚幼虫均匀地分布在礁石上,从而让它们形成礁石的建筑块。然而,珊瑚的繁殖与满月同步并非偶然。
 
澳大利亚昆士兰大学的海洋生物学家Oren Levy和同事发现,珊瑚体内有一种感应蓝光的蛋白质,它能感觉月光的强弱从而启动繁殖期,这揭示了珊瑚按时繁殖背后的机制,这一最新研究成果发表在9月18日出版的《科学》杂志上。
 
Oren Levy和同事发现,与昆虫和脊椎动物体内蓝光蛋白质一样,珊瑚这种简单的动物也依赖同样的感光蛋白质按时繁殖。蓝光蛋白质在珊瑚中的发现将它的存在时间往前推了几百万年。
 
珊瑚的部分近亲,如水母都有简单的“眼睛”,让它们能对光作出反应,但珊瑚没有这些特定的器官。然而,数百种珊瑚几乎都能随着月光的步伐同时产卵,这样就能最大化授精的机会,因为珊瑚会同时排放卵子和精子,满月时激起的巨大潮汐冲击珊瑚礁,大大提高了珊瑚幼虫的散布机会。这些幼虫基本上就这样定居下来,安安静静地成为珊瑚礁建筑块。
 
Oren Levy和同事推测,在其他动物体内对蓝光作出反应的蓝光蛋白质,在珊瑚中可能也发挥了同样的作用。利用来自小鼠、果蝇、鱼类和青蛙的蓝光蛋白质的基因组序列,他们研究了拇指般大小的麋角珊瑚基因组,发现了4个蓝光蛋白质基因,并对两个新基因进行了深入研究。这些基因组表明,其中两个基因组是其他动物中发现的蓝光蛋白质的远古近亲。而且,它们可能还代表了一种创新能力:让珊瑚和水母古老的祖先潜入深海,避免致命的太阳红外线所造成的损伤。
 
为看看这两种蓝光蛋白质是否遵循特定的时间,研究人员监测了它们在一个白天和一个月的活动。在一天的时间里,其中一个基因早早醒来,快速旋转,力争在第一缕光照耀之时表达出蛋白质,而另一个基因的活动则在中午时分达到巅峰;夜晚,两个基因都安静下来。如果让这两个基因在24小时的时间里都呆在黑暗中,那么它们的活力变化是随意偶然的,从而证明了光的影响。
 
其中一个基因在满月时活力四射,在新月时的活动却不是这样,他们由此推测,珊瑚的产卵时间与月亮周期有关。Levy说:“通过监测月亮不同阶段的活动,珊瑚实际上在让自己的活动与潮汐周期一致,并削弱了漂浮在海面的猎食者攻击其后代的能力。”
 
美国国家海洋和大气管理局的海洋生物学家Margaret Miller说,这项研究“提供了一个重要的机制,暗示珊瑚的大规模繁殖是如何进行的。”她希望新发现能提供进一步的线索,解释加勒比海中的部分麋角珊瑚不再大规模繁殖,究竟是自然现象还是环境压力导致的结果。英国纽卡斯尔大学的海洋生物学家James Guest认为,这些发现也许有助于珊瑚礁的保护,“有性繁殖可能是恢复已经退化的珊瑚礁的最重要过程。”他说,“因此,深入理解繁殖时间确定的机理极为重要。”
 
(王丹红 译自www.science.com,10月18日)
 
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