附着珊瑚藻（结壳珊瑚藻）生物矿化包裹的氮同位素为重建珊瑚营养策略提供基线

为何微小的礁体结壳对珊瑚存续至关重要

珊瑚礁正面临海水变暖和海洋化学变化带来的日益严重压力，但有些珊瑚比其他珊瑚更能应对。关键差别之一在于它们如何获取食物——是与体内藻类共享能量，还是靠自身捕食。该研究表明，一类不起眼的粉红色、坚硬如岩石的海藻——附着珊瑚藻，能保存一种化学记录，帮助科学家解读珊瑚在不同海域和不同时期的营养灵活性。

用珊瑚礁结壳解读海洋的“储藏室”

附着珊瑚藻形成薄薄的粉红色结壳，将礁体粘合在一起并帮助珊瑚幼体定居。因为它们完全依赖阳光和溶解营养盐，所以直接从周围海水中吸收氮，而不像动物那样经过额外的生理处理。被摄入的氮会牢固地锁存于它们的硬质骨骼中。通过测量这种被封存有机物的天然氮同位素特征，作者表明这些藻类能很精确地追踪来自下层水对表层水的氮供应，形成一个持久的局部营养“基线”。

将藻类信号与珊瑚生活方式匹配

研究团队在印太、大西洋、红海和加勒比海的30个热带礁点采集了藻类与珊瑚样本。在17个地点，他们能收集到三联样本：结壳藻、具有体内藻类伙伴的共生珊瑚，以及无此类伙伴的非共生珊瑚。跨区域比较显示，附着珊瑚藻的氮信号与邻近的中下层硝酸盐非常吻合，即便环境从营养匮乏的蓝水到受强烈上升流或低氧区影响的海域都有覆盖。共生珊瑚的氮值接近藻类，而完全捕食的非共生珊瑚则普遍富集了几千分之几，反映出它们在消化猎物时排放的废氮。

从化学指纹到营养平衡

由于附着珊瑚藻标记了局部基线，它们的氮信号与邻近珊瑚之间的差异能揭示珊瑚在内部循环与外部捕食之间的依赖程度。作者利用这些偏差为纯捕食性珊瑚定义了一个“营养富集因子”，并将共生种放在两个端点之间的标尺上：一端以珊瑚—藻类伙伴内部氮循环为主，另一端以氮作为废弃物损失为主。由此他们构建了一个“对共生体依赖指数”，估算珊瑚能量中来自其光合作用伙伴的有效份额，并独立于局部营养背景。

不同珊瑚，不同的应对方式

将该指数应用于牙买加和美属萨摩亚的多种物种，以及全球若干珊瑚属，显示出广泛的营养策略差异。某些珊瑚，如部分分支状和隆起成墩的物种，始终高度依赖体内藻类，几乎无氮损失的迹象。其他物种则更侧重捕食，或可根据局部条件在标尺上移动。这些差异与礁体的长期变化相吻合。例如在牙买加，高度依赖共生体的珊瑚在数十年间数量减少，而更具灵活性的类型变得更为常见，表明调整采食方式的能力能帮助珊瑚抵御反复的扰动。

回顾过去以指引珊瑚未来

由于封存在附着珊瑚藻和珊瑚骨骼中的氮可保存数百万年，这一方法为研究古代礁体的营养策略打开了一扇窗。通过比较同时存在的藻类、共生珊瑚和非共生珊瑚的同位素值，科学家可以推断古代珊瑚群落对体内藻类的依赖程度，以及在重大环境剧变期间这种平衡如何移动。研究结论认为，这些礁体结壳为重建珊瑚饮食和弹性提供了强有力的基线，帮助我们将当今的礁体危机置于更深远的历史语境中。

引用: Jung, J., Wald, T., Foreman, A.D. et al. Crustose coralline algae biomineral-bound nitrogen isotopes provide a baseline to reconstruct coral trophic strategies. Commun Earth Environ 7, 438 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03459-2

关键词: 珊瑚礁, 附着珊瑚藻, 氮同位素, 混合营养, 光合共生