一项新研究揭示了夜间人造光对不动物种蛇锁海葵的有害影响。
这项研究题为“光污染对共生海葵的破坏:对虫黄藻和分子指标的非线性影响”,发表在《整体环境科学》杂志上,是爱德华王子岛大学、普利茅斯海洋实验室和埃克塞特大学合作完成的。
夜间人造光(ALAN)问题日益凸显。然而,在充分了解一系列海洋生物如何受到ALAN的影响,尤其是在与其他压力因素共同作用下,仍然存在巨大的研究空白。
了解这些影响至关重要,不仅因为海洋生物面临着气候变暖、酸化和污染等多重压力,也因为ALAN源正在全球范围内不断扩张。事实上,ALAN正变得越来越普遍,与生物相关的光污染已经影响到光照充足的城市附近近76%的海底,预计未来这一比例还会进一步上升。
研究表明,高浓度的 ALAN 对生活在海葵上的共生藻类(虫黄藻)以及帮助海葵和藻类应对氧化应激的酶(超氧化物歧化酶)有显著的负面影响。
通过将PML的新型海洋人工夜间光研究(MARLAN)设施与其创新的潮汐实验系统相结合,模拟了海胆的自然光和潮汐条件。这使得海葵能够在引入实验性ALAN水平之前适应环境。
与自然条件相比,暴露于 ALAN 的海葵在温和的 ALAN(10 lx)下显示出明显更高的虫黄藻,而在强烈的 ALAN(50 lx)条件下,虫黄藻的数量明显较低。
10 lx 大致相当于日落时的光照水平,而 50 lx 则相当于阴天的光照水平。相比之下,光线充足的办公空间大约需要 300-500 lx。
先前的研究表明,在不同光谱下暴露后,虫黄藻的数量会增加,但在更高的ALAN强度(50 lx)下,情况会逆转,导致共生体数量急剧下降,甚至低于对照组。另一项研究表明,虫黄藻的生长速率会随着光照强度的增加而增加,达到阈值后会下降。
这些研究表明,达到阈值后,光抑制和光合器官损伤与共生体的丧失存在因果关系。这项最新研究并未测量光合作用速率,但在较高ALAN水平下虫黄藻的明显损失表明存在类似的机制。
与对照组相比,暴露于低ALAN浓度的海葵体内的SOD浓度有所下降,但更高浓度的ALAN浓度导致SOD浓度急剧上升350%。由于海葵出现了白化迹象,研究团队将此解读为一种生理反应,即虫黄藻数量下降至远低于对照组水平,同时SOD浓度上升,以应对压力。