阿卜杜拉国王科技大学研究人员在《自然通讯》上发表的一项新研究表明，珊瑚、水母和其他共生刺胞动物通过限制可用于增殖的氮量来控制共生藻类。

这些发现颠覆了珊瑚合作共生的传统观点，对覆盖红海100多公顷的KAUST珊瑚礁景观恢复计划等主要珊瑚礁恢复工作具有重要影响。

通过使用碳和氮同位素跟踪营养物质交换，该研究展示了包括珊瑚在内的三种不同的刺胞动物物种如何独立进化出这种与海洋藻类(甲藻)共生的共同机制。

研究人员通过分别追踪葡萄糖和铵中的碳同位素和氮同位素，研究了海葵、水母和珊瑚如何控制藻类共生种群。研究人员发现，更多的铵会促进藻类种群的规模，因为更多的氮获取机会，而更多的葡萄糖会减少藻类的种群规模，因为葡萄糖提高了宿主吸收更多氮废物的能力。

“宿主利用共生体通过光合作用过程提供的糖，将自身的氮废物同化为氨基酸。这限制了共生体可用的氮量。本质上，宿主为共生体提供了足够的氮来发挥作用并保持光合作用，但不足以利用它们产生的糖进行增殖，”负责这项研究的KAUST教授曼努埃尔·阿兰达(ManuelAranda)解释道。

藻类和刺胞动物(包括海葵、水母和珊瑚)之间的共生对于刺胞动物在营养贫乏的热带水域中繁衍生息至关重要。共生关系如此强大，以至于藻类共生体生活在宿主细胞内。然而，为了两种生物都能健康成长，共生体的种群规模必须受到严格控制。

该研究的首席研究员崔国新博士说：“气候变化将严重破坏刺胞动物-藻类共生中的碳氮平衡，这种干扰会引发共生破坏，通常称为珊瑚白化，进而导致珊瑚白化。全球珊瑚礁衰退。”

“了解这些共生现象背后的分子机制，特别是碳氮负反馈循环，为加强珊瑚礁恢复策略开辟了新途径，例如选择更适合形成对环境变化具有更强适应能力的珊瑚礁的共生伙伴。”

这些知识可能会激发对管理这些关系的监管机制的进一步调查，并为政策制定提供信息以制定有效的恢复策略。

“通过确认相同的机制在如此不同的物种中发挥作用，我们证明了一种共同的机制允许这些共生体反复进化。这是另一个例子，说明大自然是多么聪明而简单，并为我们提供了一个框架，以更好地了解珊瑚和珊瑚。他们对气候变化的敏感性。”阿兰达说。

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