近日,中國科學院海洋研究所以Warming northward shifting southern limits of the iconic temperate seagrass (Zostera marina)為題在iScience上在線發(fā)表研究成果。該研究首次發(fā)現(xiàn)了氣候變暖致使鰻草地理分布南界北移的現(xiàn)象,揭示了全球氣候變化對海草床生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。
全球變暖將使許多物種的地理分布向極地移動。該研究以溫帶海域廣布海草種——鰻草(Zostera marina L.)為研究對象,對我國鰻草地理分布南界海域(山東青島-江蘇連云港)進行了全面調查,對比歷史文獻資料發(fā)現(xiàn)我國鰻草地理分布南界已發(fā)生北移,并由日照石臼所北移至青島漁鳴嘴。為確定鰻草地理分布北移是否由區(qū)域變暖所致,2016年至2021年期間,科研人員從青島灣獲取鰻草植株和種子,在日照石臼所海域共開展了16次鰻草植株移植和種子種植實驗,監(jiān)測海草生長狀況及水溫等環(huán)境參數(shù),并進行海草生化分析和轉錄組分析。
研究發(fā)現(xiàn),在2016年至2021年的16次修復實驗中,鰻草種苗和植株均無法度過移植后的第1個夏季或第2個夏季,這表明夏季高水溫是鰻草移植修復失敗的主要原因。在熱應激下,抗氧化酶活性升高,隨著水溫升高加劇或脅迫時間延長最終引發(fā)抗氧化酶系統(tǒng)崩潰,從而導致抗氧化酶活性降低、鰻草遭受損傷,最終死亡。轉錄組結果顯示,熱應激條件下HSP70蛋白家族及其分子伴侶腔結合蛋白(BiP)的基因表達量發(fā)生顯著上調。上述研究結果表明,在全球氣候變化背景下我國鰻草棲息地已發(fā)生北移。
相關研究工作得到國家科技基礎性工作專項、國家重點研發(fā)計劃、中科院前沿科學重點研究項目等的資助。
氣候變暖使溫帶海域鰻草地理分布南界北移
日照石臼所和青島灣鰻草差異基因表達譜的火山圖、上調差異基因KEGG富集分析
來源:中國科學院海洋研究所