珊瑚礁代表了地球上某些最多產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng),，然而,，它們卻可以在缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的水域——相當(dāng)于海洋的沙漠——中興旺成長。這種現(xiàn)象已經(jīng)被稱作“達(dá)爾文的悖論”,，且它讓科學(xué)家們多年來感到好奇,。如今，Jasper de Goeij 及其同事說,，海綿在為珊瑚礁群落循環(huán)利用有機(jī)物中發(fā)揮了重要的作用,，它們將來自珊瑚及藻類的溶解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為像螺螄及寄居蟹等較大的生物能夠攝食的富有營養(yǎng)的顆粒物質(zhì)。據(jù)研究人員披露,，這種“海綿循環(huán)”幫助解釋了像珊瑚礁這樣的生物熱區(qū)為什么可以持續(xù)存在于缺乏營養(yǎng)物的水域之中,，而且它也許還能改善珊瑚礁的保護(hù)力度。先前的研究顯示,，某些微生物能將珊瑚礁群落中的某些溶解的有機(jī)物處理成為較大攝食者的食物,，但這種微生物活動從來無法用來說明絕大多數(shù)的從珊瑚及藻類中排出的有機(jī)物質(zhì)。De Goeij及其它研究人員在水族館中第一次研究了4種常見的珊瑚礁海綿物種并發(fā)現(xiàn)它們中的每一種會從其周邊環(huán)境中吸收碳及氮并將其中的11-24%轉(zhuǎn)變成為富含營養(yǎng)的領(lǐng)細(xì)胞或?yàn)V器細(xì)胞,。他們說,，這些領(lǐng)細(xì)胞會快速地從海綿上掉落并被較大的生物吃掉。研究人員還操縱了在一個自然珊瑚群落中的水交換并證實(shí)海綿在自然條件下也會起同樣的作用,。他們說,，這一新發(fā)現(xiàn)的溶解有機(jī)物的海綿回路會產(chǎn)生與在一整個珊瑚礁群落中所有主要生產(chǎn)者所產(chǎn)出的近乎同樣多的營養(yǎng)物。據(jù)這些研究人員披露,，其它的像深海冷水珊瑚礁或溫帶地中海珊瑚礁等“海洋沙漠”可能也依賴于海綿循環(huán)來回收利用他們的營養(yǎng)物質(zhì),。（生物谷Bioon.com）
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Science DOI: 10.1126/science.1241981
Surviving in a Marine Desert: The Sponge Loop Retains Resources Within Coral Reefs
Jasper M. de Goeij,*, Dick van Oevelen, Mark J. A. Vermeij, Ronald Osinga, Jack J. Middelburg, Anton F. P. M. de Goeij, Wim Admiraal
Ever since Darwin’s early descriptions of coral reefs, scientists have debated how one of the world’s most productive and diverse ecosystems can thrive in the marine equivalent of a desert. It is an enigma how the flux of dissolved organic matter (DOM), the largest resource produced on reefs, is transferred to higher trophic levels. Here we show that sponges make DOM available to fauna by rapidly expelling filter cells as detritus that is subsequently consumed by reef fauna. This “sponge loop” was confirmed in aquarium and in situ food web experiments, using 13C- and 15N-enriched DOM. The DOM-sponge-fauna pathway explains why biological hot spots such as coral reefs persist in oligotrophic seas—the reef’s paradox—and has implications for reef ecosystem functioning and conservation strategies.
