研究表明播放健康珊瑚礁的声音可促进珊瑚幼虫生长
全世界的珊瑚礁都陷入了困境。这些生态系统养活了十亿人和超过四分之一的海洋物种。然而,许多珊瑚礁却因不可持续的渔业和旅游业、沿海建设、营养物流失和气候变化而遭到破坏。现在,研究人员已经证明,传播健康珊瑚礁的声音是一种鼓励幼虫珊瑚重新繁殖到退化地点并帮助其恢复活力的方法。
伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员最近进行的一项研究表明,高尔夫球珊瑚幼虫在听到充满活力的健康珊瑚礁的声音时会受到刺激而定居下来。这是第二种表现出对声音反应的珊瑚物种,表明该技术有可能成为一种广泛适用的珊瑚礁修复工具。
伍兹霍尔海洋研究所博士生、最近在JASAExpressLetters上发表的论文第一作者NadègeAoki表示:“声学富集作为一种在现场和实验室中提高珊瑚定居率的技术,继续显示出良好的前景。到目前为止,对珊瑚进行过声学研究的物种非常有限,这是第二次珊瑚对回放的声音做出反应并定居下来。”
在幼虫阶段,珊瑚会在水中漂流或游动,寻找合适的栖息地。为了决定在何处附着在海底并长成静止的成虫,珊瑚幼虫可能会依赖化学物质、光线以及声音(正如Aoki和她的同事之前和在本研究中所展示的那样)的提示。健康的珊瑚礁会发出呼噜呼噜的声音,这是鱼儿觅食、寻找配偶或保卫领地时发出的声音,而虾的噼啪声则不断响起。受损或退化的珊瑚礁要安静得多,而且似乎有些珊瑚幼虫能够分辨出其中的差别。
2022年7月,青木和她的同事在美国维尔京群岛收集了Faviafragum(俗称高尔夫球珊瑚)的幼虫。他们将幼虫分成杯状,并将它们安置在圣约翰岛东南海岸外的两个安静的沙湾中:大拉梅舒尔湾和格鲁特潘湾。
在大拉梅舒尔,研究人员将幼虫杯放在距离太阳能扬声器一米远的地方,扬声器播放着在附近的玻璃陨石礁录制的声音,这些玻璃陨石礁被认为相对健康且嘈杂。研究人员在格鲁特潘湾使用了同样的装置,但扬声器只播放静音或格鲁特潘湾录制的声音。
在每个地点,一半的幼虫杯在水中放置24小时,另一半放置48小时。24小时后,对照地点的幼虫没有一个沉到杯底,但听到健康珊瑚礁声音的幼虫中约有30%已经沉降。48小时后,两个地点的沉降率要高得多,大致相当——大拉梅舒尔约为73%,格鲁特潘约为85%。
这两个时间间隔的样本量太小,结果不具有统计意义。然而,研究人员还在玻璃纤维水族箱中进行了类似的实验。在水箱中,他们检查了幼虫在24和72小时的声音暴露后的沉降情况。结合这些结果,他们发现高尔夫球珊瑚幼虫在最初36小时内暴露于健康珊瑚礁的声音时,沉降速度明显更快。在那之后,无论听到什么,幼虫的沉降速度基本相同。
伍兹霍尔海洋研究所海洋生物学家、论文资深作者阿兰·穆尼(AranMooney)表示:“声音强化的效果持续了大约36个小时。之后,它们似乎迫切地想要安顿下来,健康的暗示变得不那么重要了。”
高尔夫球珊瑚在幼虫阶段的存活期相对较短。它们没有足够的资源漂浮数周寻找理想的地点;它们希望在被放入水中后8到36小时内定居下来,Mooney说。研究人员发现,声音提示最有效,而幼虫有足够的资源来挑剔——一旦它们没有时间,它们就会在任何地方定居。
“我们正在了解珊瑚生物学的一些细微差别,”青木说。“珊瑚使用的繁殖策略种类繁多,不同物种的幼虫期也不同。我们正在探索物种对声音的反应如何不同的广泛问题。”
这项研究还表明,即使在水箱中,珊瑚也会对听觉提示做出反应,因为水箱中的声音反射、曝气器和水过滤器会使声音效果不太理想。让珊瑚在水箱中繁殖和定居可能很棘手,有时需要几个月的时间才能让一切恢复正常。
添加健康的珊瑚礁声音可能会促进陆地苗圃中的这一过程。不可能有一种解决方案适用于世界各地的所有珊瑚物种,但研究人员希望,在了解当地生态和珊瑚生物学的基础上应用声音增强技术,将被证明是一种有效的珊瑚修复工具。
“发现第二个物种对声音作出反应表明这不是个例,也许我们可以真正扩大规模,”穆尼说。“但我们不能只是把扬声器扔到船边,就认为它会起作用。我们必须了解这个系统,并且必须将其与其他保护和恢复工作结合起来。”