海洋海绵已开始在全球沿海地区大量死亡。就在今年，成千上万的海绵变白，在新西兰和地中海死亡。当水变得太热时，这种情况就会发生，但根本原因仍然是一个谜。直到现在。

我们知道这些海绵在回收碳、氮、硫和磷等关键元素方面发挥着至关重要的作用。通过这样做，它们保持营养循环，造福地球上的所有生命。

这主要是通过它们与多样化和丰富的微生物非常密切的联系或“共生”来实现的。这些微生物作为“生命伴侣”生活在海绵组织中。海绵受益于这些紧密的关系，因为微生物产生能量，回收营养并为宿主提供有益的分子。

在我们的新研究中，我们发现死亡的原因很可能是高温下关键微生物的突然消失。这可能会迅速毒害海绵，因为通常需要这种特定的微生物来去除氨，这是一种有毒的代谢废物，从海绵的组织中去除。没有这个关键过程，海绵就会死亡。

温度实验

海洋海绵是在每个海洋中发现的多种形状，颜色和大小的动物，它们作为食物并为许多其他生物提供庇护所。

暴露于今天平均温度的海绵(左，健康)，与暴露于2100年预测的平均值的海绵(右，不健康)相比。学分：霍莉贝内特。

它们一生都附着在海底，每天通过过滤数千升海水来进食，捕获并随后消化微观食物。

我们的研究检查了热带海绵Stylissaflabelliformis，暴露在今天的夏季平均温度(28.5°C)或2100年预测的平均温度(31.5°C)下。

在温暖的水中浸泡八周后，海绵正在死亡。没有微生物的痕迹可以去除海绵组织中的有毒氨。携带解毒功能的微生物基因在海绵组织中也完全不存在。这证实了没有其他微生物在发挥这一作用，并且根本不可能对组织进行解毒。

相比之下，保持在28.5°C的海绵是健康的。海绵组织中的微生物是我们通常在一切顺利时发现的微生物。

海绵是地球上最古老的动物之一。它们分布在热带到两极的浅水和深水区。

长期以来，海绵-微生物共生一直被认为是这个生态成功故事的功臣。根据海绵种类的不同，海绵组织中存在数千种不同的微生物物种。

除了为宿主提供能量外，这些微生物还为海绵宿主提供海绵本身无法产生的重要分子，例如必需维生素或阻止捕食者的化合物。它们还充当回收者，转化某些化学物质以减少其毒性或使它们易于海绵消化。它们甚至产生可能有益于人类的分子，例如抗癌药物和抗菌剂。

海绵与其微生物伙伴之间的共生关系使海绵能够征服海洋海底的大部分地区。但人类活动可能会对这个史诗般的成功故事造成严重影响。去年，一场海洋热浪导致新西兰几种海绵物种的组织损伤和漂白。在地中海，马赛海岸附近的所有海绵都死于欧洲去年夏天的极端温度。

虽然在温暖的水域中这些大规模死亡的根本原因尚不清楚，但研究人员认为答案可能在于宿主与其微生物之间共生关系的破坏。我们的研究支持这一假设。这些海绵实际上可能面临类似于漂白珊瑚的问题：温度升高会破坏共生关系，可能导致海绵内的化学失衡，造成致命的后果。

大多数时候，强烈的共生关系对宿主有压倒性的积极影响，但拥有如此深厚联系的风险是依赖性。对于S.flabelliformis，海绵似乎无法在唯一解毒氨的微生物的丧失和温度升高引起的“破裂”中幸存下来。

值得注意的是，大堡礁和西印度-太平洋地区的这种丰富物种并不是唯一一种在不健康时经历微生物变化的热带海绵。这也发生在生活在温带水域的海绵中。

海绵及其微生物伙伴陷入困境

重要的是，我们海绵承受的3°C温度上升并不代表科幻小说中的场景，而是今天在自然界中已经看到的极端情况。这与2015年2016月至<>年<>月期间袭击澳大利亚东海岸的海洋热浪一致。

随着气候的不断变化，预计这些极端事件将变得更加频繁和严重。如果我们不尽快实现全球碳中和，到2100年，如此高的气温可能会成为平均水平。

这对海绵、它们所支持的生态系统以及我们来说都是令人担忧的消息。海绵种类繁多，目前全球约有8，500种物种，是可以帮助人类对抗疾病和抗生素耐药性的微生物的宿主。

在考虑气候变化和地球生物多样性崩溃等重大问题时，高度考虑不起眼的动物及其微生物伙伴是不直观的。但为了我们的海洋，最终为了我们自己，我们需要迅速做出这种集体努力并相应地保护它们。

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标签：海绵微生物组织