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一艘沉船毀掉一個珊瑚礁

credit: CC by USFWS Pacific@flickr

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海洋環境裡的鐵是很珍貴的。生物要生存需要足夠的鐵放在酵素裡,植物要有鐵才能製造葉綠素。但是環境裡大部份的鐵卡在礦石裡生物吃不到,只能搶著拿溶解在水裡的低濃度的鐵,於是在很多地方,鐵是個對生物量的主要限制。 海水裡缺鐵,如果鐵變多了,微生物增加,藻類也會增加。前幾年科學家們還在爭論是不是要在海水裡倒下大量的鐵讓藻類多長一點,來幫我們清掉一些二氧化碳。後來的證據發現可能會有毒藻變多等等的不良影響,還好當年没有真的執行這個大規模改變環境的措施。

現在這裡又多了個跟鐵有關的故事。萊恩群島(the Line Islands)在太平洋中間,位於夏威夷群島的南邊。這一區是美麗的珊瑚礁,是個你會想賴在那裡不走的觀光景點。故事發生在萊恩群島裡的三個環礁區(Millennium,Tabuaeran,Kingman Reefs)。這三個環礁都有沉船,典型人類活動帶來的破壞。這麼大的海洋沉了條幾十公尺長的小船應該没什麼大不了吧?經過三年,金門環礁(Kingman reef)中沉船附近出現了明顯的變化: 水變濁了,珊瑚原本覆蓋水下 40-60% 的面積,現在只剩不到 10%,慢慢被藻類及藍綠菌覆蓋死亡。原本漂亮的珊瑚礁變得髒髒暗暗的,讓這一帶的受害區域被稱為黑礁區(black reef)。

這些受影響的黑礁區大小都在 0.75 平方公里以上,你可以想像一下 900 公尺寬 900 公尺長的停車場有多大。研究人員發現底棲生物的改變是以沉船為中心隨距離遞減。在黑礁區測得環境鐵濃度比附近高黑礁區藻類的細胞裡含鐵量也是附近區域藻類的六倍。利用總基因體學方法(metagenomics)對環境裡生物進行 DNA 分析, 研究人員找到大量與鐵相關的毒力基因及病原菌,顯示鐵濃度增加改變了該地的微生物組成特性。

但是單單改變附近生長的生物,就會影響珊瑚礁的健康嗎?過去的研究已經知道,當珊瑚被其它覆蓋住的時候會使得住在珊瑚上的共生藻類没辦法行光合作用,為了保命而遺棄珊瑚走人,使得珊瑚失去重要養份提供者而逐漸走向死亡。研究人員採集健康珊瑚及蓋有黑礁區微生物的石頭回實驗室,發現當珊瑚跟黑礁區石頭養在一起的時候死亡率很高,如果培養時再在水中加點鐵死亡率更高。他們在有珊瑚,黑礁區石頭,有鐵的水裡加入抗生素之後,珊瑚的存活率回升,證實兇手應該是可以被抗生素殺死的微生物。此時我們大概可以拍板論定,人類的沉船造成水中含鐵量上升,使得水中微生物數量增加及藻類增加,給了善於利用鐵的病原菌繁生的機會,而這可能就是導致黑礁區珊瑚大量死亡的重要原因。這個影響可能禍延子孫;在這個研究的樣區裡, 就有兩個黑礁區的沉船都是數十年前陳年往事留下的古董了,而這個災難還没結束,黑礁區依舊存在。

海洋真的對我們人類丟下去的東西都概括承受嗎?我們只是太瞎,没看見不久後就要回到自己身上的災難而已。

研究原文:Kelly, L. W., Barott, K. L., Dinsdale, E., Friedlander, A. M., Nosrat, B., Obura, D., … & Rohwer, F. (2012). Black reefs: iron-induced phase shifts on coral reefs. The ISME journal, 6(3), 638-649.

相關報導:Black Reefs–When the Ship Hits the Reef, Enric Sala, National Geographic

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關於作者

慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。