新研究揭示海洋生物在大规模灭绝后仍有惊人的恢复力

开创性的研究表明，海洋生态系统在被消灭后可以重新开始运作，为人类提供重要的功能，这比生物多样性恢复到顶峰要快得多。这项由布里斯托大学主导并发表在《英国皇家学会会刊B》（ProceedingsoftheRoyalSocietyB）杂志上的研究，为更好地了解气候变化对所有生命形式的影响铺平了道路。

研究发现，浮游生物能够迅速恢复和重新开始其调节大气中二氧化碳水平的核心功能，其速度是恢复完整生物多样性水平的2倍多。该研究的主要完成人，布里斯托大学古生物学教授DANIELASCHMIDT表示，鉴于人们越来越担心由于环境急剧变化而导致物种灭绝，这些发现变得非常重要。研究表明，海洋系统可以承受一些生物多样性损失而不丧失全部功能。但是仍然不知道确切的临界点，因此重点应该继续放在维护这种脆弱的关系和保护生物多样性上。虽然之前的研究表明，藻类的功能恢复速度比生物多样性更快，但此次是首次在浮游动物食物链上证实，浮游动物作为鱼类食物网的一部分，对海洋生物至关重要。

科学家们分析了白垩纪—古近纪大灭绝中一种沙粒大小的称为有孔虫的微小生物，该大灭绝发生在大约6600万年前，并消灭了地球上四分之三的植物和动物种类。这是现代浮游生物进化史上最具灾难性的事件，因为它导致了海洋主要功能之一“生物泵”的崩溃，它将大气中大量的二氧化碳吸入海洋并埋藏在沉积物中数千年。该循环不仅会影响海洋生物的养分供应，还会影响海洋外二氧化碳的水平，从而影响整个气候。布里斯托大学地球科学学院HEATHERBIRCH博士表示，一个生态系统在经历了一场灭绝事件后大约需要400万年的时间才能完全恢复。然而重要的是，海洋生物与影响大气二氧化碳的海洋碳泵之间似乎并没有密切的关系。该研究强调了将气候预测与沿海和海洋环境生态系统模型联系起来的重要性，以理解和预测气候引起的灭绝事件对海洋生物及其为人类提供服务功能的影响。

杨林林译自UK：Newresearchrevealsremarkable resilienceofsea life in the aftermath ofmass extinctions，ScienceDaily，2021－06－23

水下机器人助力开展海洋中部弱光层研究

一种名为Mesobot的创新水下机器人正在帮助研究人员对弱光层的广阔海洋区域进行更深入的了解。Mesobot能够跟踪和记录缓慢移动且脆弱的浮游动物、凝胶状动物和颗粒的高分辨率图像，极大地提高了科学家在最小干扰的情况下观察中层栖息地生物的能力。这一工程方面的进步将使人们更深入地了解这些生物将二氧化碳从大气输送到深海方面所起的作用，以及弱光层渔业的商业开发如何影响海洋生态系统。

该研究结果发表在《科学机器人》（Science Robotics）杂志上。伍兹霍尔海洋研究所的高级科学家DANAYOERGER将Mesobot描述为一种多功能工具，可用于在弱光层实现许多科学目标。Mesobot旨在补充和完善现有技术和平台无法提供的重要空白。YOERGER 表示，预计Mesobot将成为长时间观察中层生物的重要工具，以及快速识别从船舶生物声纳中观察到的物种。因为Mesobot可以调查、跟踪和记录生物图像，希望可以揭示以前未知的行为、物种相互作用、形态结构和生物发光机制。

该研究由来自伍兹霍尔海洋研究所、蒙特雷湾水族馆研究所和斯坦福大学的科学家和工程师共同完成。研究概述了Mesobot在2019年蒙特雷湾的一次巡航期间自动跟踪两种凝胶状海洋生物的过程。高清视频显示，一只“餐盘”水母“撞击”了一只管水母后者侥幸从“餐盘”水母的有毒触须中逃脱。Mesobot还录制了一段30min的巨型尾海鞘视频，它看起来几乎一动不动，但实际上正乘着起伏6m（20ft）的内波。这些观察结果代表了自导机器人第一次跟踪这些小而清晰的生物，它们像“水泡”一样穿过水柱。蒙特雷湾水族馆研究所首席工程师KAKANIKATIJA表示，Mesobot有可能改变观察动物在空间和时间中移动的方式，这是之前无法做到的。随着对此类工具的不断开发和改进，希望在海洋中层观察到更多其他神秘而迷人的动物，包括富含碳的巨型尾海鞘建造的“宫殿”。

混合动力机器人采用符合流体动力学的黄色外壳包装，配备了一套海洋学和声学调查传感器。它可以通过连接到船上的光纤电缆进行远程驾驶，也可以从系绳中释放出来，以执行预先编程规定的任务或自主跟踪深度达1000m（3300ft）的目标。这种自主能力将使Mesobot能够在没有人为干预的情况下跟踪目标动物超过24h，这足以观察目标动物在弱光层和水面之间的迁移。由于每天晚上进行昼夜垂直迁移的生物数量众多且种类繁多，因此这种迁移也被称为“地球上最大的迁移”，Mesobot的应用可以为研究人员提供关于迁移期间动物行为的宝贵数据。KAKANI表示，通过利用Mesobot收集的数据，以及蒙特雷湾水族馆研究所积累的30多年的其他数据，希望在仪器上集成更智能的算法，使用人工智能来发掘、持续跟踪和观察深海中的神秘动物和其他物体。

Mesobot的设计、建造和初始测试由美国国家科学基金会（NationalScienceFoundation，NSF）海洋技术和跨学科协调计划（OceanTechnology andInterdisciplinaryCoordination，OTIC）资助。研究得到了DAVID和LUCILEPACKARD基金会以及伍兹霍尔海洋研究所的海洋弱光层（ocean twilightzone，OTZ）项目的支持。

杨林林译自USA：Underwaterrobotoffersnew insight into mid－ocean ＇twilight zone＇，ScienceDaily，2021－06－16

北极海冰变薄的速度快于预期

根据伦敦大学学院（University College London，UCL）研究人员主持的一项新的模型研究，北极沿海地区的海冰变薄的速度可能比以前认为的快2倍。

海冰的厚度是通过测量冰在海面上的高度来推断的，而这种测量由于雪使浮冰下沉而失真。科学家们使用几十年前的北极雪深图来对此进行调整，但是这幅图没有考虑到气候变化。发表在《冰冻圈》（TheCryosphere）杂志上的最新研究中，研究人员更换了这张地图，设计了一个新的计算机模型来估计每年积雪深度的变化，认为主要沿海地区海冰变薄率为70%～100%，比以前认为的要快。主持这项研究的博士研究生ROBBIEMALLETT表示，海冰的厚度是北极健康状况的一个敏感指标，非常重要。因为厚冰就像一个隔热毯，在冬天阻止海洋使大气变暖，在夏天保护海洋免受阳光的照射。变薄后的冰层在北极夏季不太可能会留存下来。之前对海冰厚度的计算是基于20年前更新的积雪地图。因为一年中海冰形成的时间越来越晚，上面积雪时间也越来越少。此次的计算首次考虑了积雪深度的下降，发现海冰变薄的速度比预想的要快。

论文参与者JULIENNESTROEVE教授表示，在测量海冰厚度方面存在许多不确定性，但在更准确解释卫星数据方面，新的计算方法向前迈出了一大步。希望这项工作可以更好地评估气候模型在北极地区预测长期气候变化影响的准确性。北极变暖速度是全球变暖速度的3倍，该地区数百万平方千米的冰对地球降温至关重要。为了计算海冰厚度，研究人员使用了欧洲航天局CryoSat－2卫星的雷达。通过计算雷达波从冰面反弹的时间，可以计算冰面在海面上的高度，由此可以推断出冰面的总厚度。

在这项研究中，研究人员使用了之前由伦敦大学学院和科罗拉多州立大学开发的一种新的雪模型SnowModel－LG。该模型通过输入空气温度、降雪和冰运动等数据来追踪海冰在北冰洋上移动时累积了多少积雪，进而计算积雪深度和密度。通过将SnowModel－LG计算的结果与卫星雷达观测相结合，估计了北极海冰厚度下降的总体速度，以及海冰厚度的年际变化。研究发现，与之前的计算相比，拉普捷夫海、卡拉海和楚科奇海3个沿海海域的海冰厚度下降速度分别增加了70%、98%和110%。研究还发现，在所有7个沿海海域，海冰厚度的变化率平均每年增加58%。沿海海域的海冰厚度通常在0.5～2m。这些地区越来越多的冰无法在夏季存留。加速变薄的北极海冰会对人类活动产生影响，包括每年北极航线运输时间增加，海底石油、天然气和矿藏等资源的开采也会受影响。MALLETT表示，更多的船舶沿着西伯利亚航线航行将减少世界各地货物运输所需的燃料和碳排放，特别是在中国和欧洲之间。然而，这也增加了北极燃料泄漏的风险，其后果可能是灾难性的。海冰变薄也让当地社区感到担忧，因为它让岸边的居民更容易受到来自海洋的强天气和海浪的影响。

MALLETT、STROEVE以及参与者MICHEL TSAMADOS博士在德国极地考察船Polarstern上花了数周时间调查北极的冰雪情况。该考察船于2019年和2020年探索了北冰洋中部。这项研究由英国自然环境研究委员会、欧洲航天局和美国国家航空航天局资助。

杨林林译自UK：Arcticseaicethinningfasterthan expected，ScienceDaily，2021－06－03

有机物下沉改变海底记录

包括圣路易斯华盛顿大学DAVIDFIKE在内的地球科学家们发现，近岸海域大量繁殖的微小浮游生物的残骸慢慢沉入海底，这一过程改变了地球历史的重要记录。该研究结果发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。

圣路易斯华盛顿大学艺术与科学环境研究主任，地球和行星科学教授DAVIDFIKE表示，之前的研究工作确定了沉积速率的变化对用来重建环境变化地球化学特征的局部控制和全球控制作用。在这项研究中，科学家们调查了有机碳负荷，也就是有多少能驱动沉积物中微生物活动的有机物被输送到了海底。研究证明，这在调节沉积物中保存的信号类型方面也起着关键作用。在试图提取过去全球环境变化记录时，需要注意这一点。长期以来，科学家们一直利用来自海底沉积物的信息（岩石层和微生物淤泥）重建过去海洋的状况。理解地球表面演化的一个关键是区分沉积物中保存的信号，一些信号反映了全球变化过程，如海洋化学的演变，另一些信号代表了沉积环境和沉积物历史的局部过程。

这项新研究基于被称为黄铁矿（FeS2）的矿物分析。这种矿物的形成受海洋沉积物中细菌活动的影响。科学家们检测了现今秘鲁大陆边缘海底的碳、氮、硫的浓度，以及冰期-间冰期沉积物的稳定同位素。科学家们发现，受区域海洋氧含量和下沉有机物通量调节的微生物代谢活动的不同速率似乎驱动了在秘鲁边缘观察到的黄铁矿中硫的变化。这项研究由以色列魏茨曼科学研究所博士后VIRGILPASQUIER主持，ITAY HALEVY也参与了研究。PASQUIER曾在华盛顿大学和FIKE一起工作过。他们共同对黄铁矿硫同位素被普遍用于重建地球演化的氧化状态提出了担忧。同时也是华盛顿大学国际能源、环境和可持续发展中心主任的FIKE表示，该研究试图了解地球表面环境是如何随时间变化的。为了做到这一点，关键是要了解影响用于重建记录的各种过程。这项研究确定了一个重要因素，即当地有机碳输送到海底改变了沉积黄铁矿中保存的地球化学特征。它将潜在的全球生物地球化学循环记录与当地环境变化的信息重叠。这一观察结果为重建过去的当地环境条件提供了一个新的窗口。

杨林林译自 USA：Muddied waters：Sinking organics alter seafloor records， ScienceDaily，2021－07－20

气候变化威胁粮食安全

由于气候变化威胁到渔业，世界各国数百万人可能面临更大的营养不良风险。新的预测收集了157个国家的800多种鱼类数据，揭示了两大不断增长的压力——气候变化和过度捕捞如何影响海洋中重要微量营养成分的可获得性。除了ω-3脂肪酸，鱼类也是人类铁、锌、钙和维生素A的重要来源。缺乏这些重要的微量元素会导致孕产妇死亡、胎儿发育不良和子痫前期等疾病的发生。

兰开斯特大学领导的由英国和加拿大科学家组成的一个国际研究小组分析发现，气候变化是对海洋鱼类为人类提供基本微量营养成分的最普遍威胁，有40%的渔业国家受到影响。研究发现渔业对人类的微量营养成分供应不太容易受到过度捕捞的影响。因气候变化威胁到从渔业中获得微营养成分供应的国家往往是热带国家，包括东亚和太平洋国家，如马来西亚、柬埔寨、印度尼西亚和东帝汶，以及撒哈拉以南的非洲国家，如莫桑比克和塞拉利昂。由于热带地区国家膳食普遍缺乏钙、铁、锌和维生素A，这些国家的渔业应对气候变化的脆弱性尤其严重。此外，这些热带国家抵御气候变化对渔业破坏的能力也较弱，因为他们严重依赖渔业来支持本国人口的饮食和经济，社会适应能力有限。这项题为“气候变化和过度捕捞下全球海洋渔业的微量营养素供应”研究发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上。

之前的研究中，最著名的是由CHRISTINA HICKS教授团队发表在《自然》（Nature）杂志上的关于鱼类微量营养成分含量的研究，表明鱼类在微量营养成分含量方面是不一致的。饵料、海温和能量消耗等一系列因素都会影响鱼类所含微量营养成分的含量。热带鱼的微量营养成分含量往往比冷水鱼高。对于气候变化和捕捞的适应能力，不同的鱼类也是不一样的。WILLIAM CHEUNG教授和他同事们的早期研究表明，活动范围较小的大型鱼类更容易受到气候变化的影响。而成熟和生长速度较慢的物种更容易受到捕捞的影响，因为它们的种群需要更长的时间来补充。他们的研究结果表明，单个鱼类的微量营养成分密度与其对气候变化或过度捕捞的脆弱性之间只有微弱的联系。然而，当科学家们研究了各国的总体渔获量后，他们发现气候变化对约40%国家的微量营养成分总体可获得性产生了明显影响，威胁着生活在这些国家的数百万人口的粮食安全。气候变化造成如此大威胁的一个关键原因在于，这些国家的捕捞鱼类中有一部分品种容易受气候变化影响。一些热带国家渔民的捕捞对象是微量营养成分含量高的物种，这些物种更易受到气候变化的影响，例如羽鳃鲐（Rastrelliger kanagurta）、短体羽鳃鲐（R.brachysoma）、筛鲱（Ethmalosafimbriata）、云鲥（Tenualosa ilisha）以及鲯鳅 （Coryphaena hippurus）。然而，这项研究的发现也为未来带来了希望。一些国家可以调整其渔业，从脆弱的物种转向其他富含微量营养成分的物种，而这些物种对气候变化和过度捕捞具有抗性，目前这些物种在渔获量中占比不足。

兰开斯特大学的EVAMAIRE博士表示，由于气候变化和过度捕捞对全球鱼类资源造成了重大和日益增长的压力，了解这些压力在多大程度上影响未来海洋微量营养成分的供应，对于数百万人的饮食需求至关重要。研究表明，气候变化是对世界上许多国家重要微量营养成分供应的最普遍威胁，特别是热带地区国家。这项研究利用了鱼类营养模型，这是一个最近发布的有鳍鱼类营养成分的数据库。这些数据开辟了一个全新的研究领域，对解决全球粮食安全挑战至关重要。达尔豪斯大学海洋前沿研究所副教授AARONMACNEIL表示，为了改善粮食安全和解决营养不良问题，有必要将渔业、气候和粮食政策结合起来，为人类和子孙后代确保这些微量营养成分的安全。英国哥伦比亚大学的WILLIAM CHEUNG教授表示，研究不仅突出了气候变化对数百万人口粮食安全的日益威胁，还为未来带来了希望。有了不同鱼种的营养信息，许多国家有能力调整其渔业政策，以针对更具恢复力的鱼种。这样，这些渔业就可以为国家提供更可靠的微量营养成分。

杨林林译自UK：Climatechangethreatensfood security ofmany countries dependenton fish，ScienceDaily，2021－07－20

科学家揭示桡足类应对气候变化的过程

全球海洋环境对海洋生物来说正变得越来越有压力，专家们正在努力了解这对未来意味着什么。挑战是多方面的，如气温上升、海水酸化和洋流改变等，这使得实验和预测变得困难。

桡足类是小型海洋动物，数量众多，分布广泛，是海洋食物网的主要组成部分。来自美国康涅狄格大学、中国暨南大学和美国佛蒙特大学的一个科学家小组发现，汤氏纺锤水蚤（Acartia tonsa）可以应对气候变化，但这是有代价的。他们的研究结果发表在《自然气候变化》（Nature ClimateChange）杂志上。

康涅狄格大学海洋科学教授HANSDAM表示，气候变化在海洋中是一个多维度的问题，因为海水不仅仅变暖，而且变得越来越酸，随着人类向大气中排放更多的二氧化碳，海洋的pH值也在下降。生物需要应对这些变化，因此它们承受着更大的压力，这一过程发生得非常快。DAM解释说，一些海洋生物对pH值的变化比其他海洋生物更敏感。之前对桡足类的研究表明，它们对pH值的变化不是特别敏感，并表现出适应的能力，但这些研究只对一代或几代桡足类进行了研究。新的研究不仅样本扩展到25代，还考虑了海洋变暖和酸化（ocean warming and acidification，OWA），这是迄今为止少有的研究。如果想研究长期影响，必须考虑动物会适应环境变化或压力这一事实，但要做到这一点，必须做正确的实验。大多数人不会用动物做这些实验，因为需要很长时间来研究好几代样本。

研究人员观察了汤氏纺锤水蚤的健康状况和自我繁殖的能力，以及在OWA条件增加的情况下，健康状况在子代中如何变化。DAM表示，第1代暴露在OWA条件下的纺锤水蚤数量减少超过50%。这就好像OWA是一个大锤子，大大降低了种群数量。到了第3代，种群数量似乎基本恢复了。然而，到了第12代，研究人员再次看到了数量衰退。虽然桡足类动物能够适应OWA，但适应能力有限。研究人员怀疑有一些拮抗作用在起作用，导致其对海洋变暖和酸化适应能力的反复。这种对抗的相互作用使预测反应变得复杂。

康涅狄格大学博士生JAMESDEMAYO补充说，也许这个项目需要强调的重要一点是，海洋变暖与酸化结合的影响对正在适应环境的每一代或每一个有机体都是不一样的。虽然在中间世代中，生物体可能会适应得很好，但在后代中，海洋变暖和酸化的影响开始对种群产生不同的影响。这是这项研究中令人兴奋的部分之一。有机体或它们的种群如何增长或衰退，这不是一个静态的可预期的结果。例如，如果把已经适应了实验性OWA条件的后代放在今天的海洋条件中，他们就不会活的很好。这是一个负面的结果，不能忍受环境变化是许多系统进化适应的代价和一个不可预测的结果，而不仅仅是桡足类。研究人员指出，只关注单一压力源的研究有可能会对生物体的适应能力做出过于简单的推断，在对桡足类这样的食物网中不可或缺的组成部分做出结论时，这是一个特别危险的命题。DAM表示，特别是当涉及到生物体时，无法预测其中的复杂性。根据推理，人们也许会做出预测，但无法确定它们会以哪种方式展开。在生物学中，这些被称为“突变特性”或不能根据事先知道的事情来预测，这项研究就是一个很好的例子。桡足类的数量会对整个食物网产生连锁反应。如果其健康水平在未来下降10%，那么种群规模将减少10%，由于这些动物是鱼类的主要食物来源，如果全球渔业减少10%将造成严重后果。这还是最好的情况，因为在实验室里，它们基本上生活在一样的条件下，10%的降幅中并没有考虑其他因素的影响，如捕食或疾病。在现实世界中，其健康水平实际上要糟糕得多。此外，桡足类可以吸收二氧化碳，它们数量的减少也会降低海洋的碳吸收能力，在需要吸收更多碳的时候，这是个坏消息。虽然这项研究为快速适应环境提供了希望，但也提醒人们，就像自然界的许多事情一样，也有陷阱。有一些好消息，健康水平恢复了；但也有令人清醒的消息，进化还没有完成。

杨林林译自USA：Forcopepods，thereisnofree lunch when coping with climate change ScienceDaily，2021－08－26

环境DNA方法可以追踪转基因动物

加拿大麦吉尔大学的研究人员发现了一种利用环境中的人工转基因追踪转基因动物的新方法。这一发现为定位和管理逃逸或被放归野外的转基因动物提供了一个强有力的新工具。

发表在PlosOne杂志上的一项研究首次指出，可以从土壤、水、粪便、尿液或唾液中的DNA中检测出来自果蝇、老鼠和脂鲤等多种转基因动物的人工转基因，并对其进行测序。例如，可以从放生地区死水池中提取转基因蚊子的人工转基因。与传统的动物监测方法相比，环境DNA（eDNA）已被证明更准确、更高效，所需时间更少，成本更低。麦吉尔大学生物系博士生CHARLESXU表示，直到现在，还没有人把这些eDNA方法应用到转基因动物身上，即使它们已经在野外。从eDNA中检测动物转基因非常有用，因为它可以告诉人们是否有转基因动物，而不需要找到它们。

CRISPR等基因组编辑技术的进步极大地简化了创造转基因生物的过程，导致世界各地生产的转基因动物数量和类型出现了爆炸式增长。随之而来的是对这些新生物的生态、进化和生物伦理影响的担忧。一些转基因动物，如会发光的观赏鱼可以由公众购买，而其他的生物，如蚊子，已经被释放到野外。这些生物携带或由科学家改变或通过人工手段从其他物种引入的基因。由于转基因动物通常仅凭外表无法与自然动物区分开来，因此eDNA方法对于早期检测和监测尤其有用。在这些动物可能逃离实验室或农场、迁移到不属于它们的地方或与自然动物杂交的情况下，这一点尤其重要。在未来，参与生产和管理转基因动物的实验室、公司和政府将能够使用eDNA方法在现实生活中检测和追踪它们。

杨林林译自Canada：Trackinggeneticallymodified animals，ScienceDaily，2021－08－30

保护大个体鱼类可以提高渔业生产力

一项新的研究发现，世界上许多大型渔场的管理人员错误地认为，许多小型鱼类的繁殖能力与总质量相近的大型鱼类的繁殖能力一样。这可能会导致过度捕捞那些对种群贡献最大、数量最多的鱼类。更好地保护体型较大、成熟的雌鱼可以提高主要渔场的生产力。在渔业日渐成为重要食物供给方式的情况下这一点至关重要。该研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）杂志上。该研究的主要作者、澳大利亚莫纳什大学的DUSTINMARSHALL表示，繁殖力是渔业管理的一个基本问题，不能期望较小的雌鱼和较大的、较年长的雌鱼产出相同数量的卵。

新的研究应用了先前的发现，这些发现质疑了长期以来对渔业管理的假设。传统思想认为繁殖力是影响生物量的重要因素。这意味着，无论鱼的年龄或成熟度如何，一定数量的鱼都会产生相似数量的后代。然而，之前的综合研究表明，更大、更年长、更成熟的鱼能够产生更多的后代。此外，这些更年长、更大的个体的后代存活率更高。管理措施，如建立海洋保护区（marine protectedarea，MPA），为鱼类生长提供庇护，可以帮助提高渔业产量和补充衰退的物种。实际上，它们可以为更成熟、繁殖能力更强的鱼类提供一个“蓄水池”。美国国家海洋和大气管理局西南渔业科学中心的渔业生物学家E.J.DICK表示，如何才能最大限度利用这些鱼类，使它们更有效地繁殖，既维持这个物种，又支持渔业的可持续发展？这是一个根本问题。相比之下，当多产的大鱼被捕捞后，传统的假设高估了产卵量和种群的自我补充能力。科学家们发现，这可能会导致过度捕捞，对许多大型渔场来说，捕捞量可能是预期的2倍。加州大学圣克鲁斯分校数学生物学教授MARCMANGEL表示，结合早期的研究发现，大的、年长的太平洋岩鱼单位体重的产卵数量比小个体的岩鱼更多，许多其他物种也有类似情况。如果没有认识到这一点，渔业科学家和管理人员可能会高估补充所需的产卵群体的数量，并将捕捞造成的死亡率定得过高。

科学家们分析了世界上的大型渔业是否考虑到了这些发现，结果在很多情况下并没有。科学家们表示，这种系统性错误可以帮助解释，为什么尽管进行了积极管理，一些鱼类种群还是面临崩溃。他们建议管理人员重新校准未来的物种存量评估结果，充分认识大个体鱼类所具有的更大的繁殖力。这可以减少过度捕捞，甚至能提高渔业产量。减少大个体鱼类的捕捞量可能在短期内对粮食安全和经济产生负面影响，但从长期来看将产生积极的益处。从长远来看，更好地认识大个体鱼类的繁殖力将有助于提高大西洋鳕鱼的捕捞量。研究表明，现代管理可以通过使用相对简单的政策创新，更好地利用已开发种群中较大、较年长鱼类的繁殖潜力，从而应对这一挑战。

杨林林译自USA：Protectinglargest，mostprolific fish may boost productivity of fisheries，ScienceDaily，2021－08－18

过度捕捞和其他人类压力正严重损害海洋保护区

以色列特拉维夫大学的一项新研究发现，世界各地的许多海洋保护区（marineprotectedarea，MPA）受到了严重的生态破坏。MPA存在强烈的“边缘效应”，即MPA边缘（MPA内离边缘1～1.5km范围内）的鱼类数量与核心区相比急剧减少60%。边缘效应显著降低了MPA的有效保护规模，其原因很大程度上是由人类活动导致的，为首的是MPA边界的过度捕捞。

这项研究由特拉维夫大学斯坦哈特自然历史博物馆、乔治怀斯生命科学学院动物学院YONIBELMAKER教授实验室的博士生SARAH OHAYON主持。研究结果最近发表在《自然生态与进化》（NatureEcology＆Evolution）杂志上。MPA旨在保护海洋生态系统，帮助保护和恢复因过度捕捞而日益减少的鱼类和海洋无脊椎动物的数量。MPA的有效性已经在全球范围内的数千项研究中得到了证实。与此同时，大多数研究只对MPA的“内部”和“外部”进行了取样，对于MPA的核心区和周边的捕捞区之间发生的事情，仍然不清楚。OHAYON解释说，当MPA正常运作时，预计MPA物种的恢复将导致溢出，即鱼类和海洋无脊椎动物迁移到MPA边界之外的过程。这样，MPA不仅有助于海洋保护，也有助于MPA以外因过度捕捞而减少的鱼类种群的恢复。为了研究从MPA内部到周边开放捕捞区的海洋种群的主要空间格局，研究人员对不同区域的数十个MPA的海洋种群的空间数据进行了聚类分析。OHAYON强调说，当看到结果时，立刻意识这是一种边缘效应模式。边缘效应在陆地保护区是一个被充分研究的现象，但令人惊讶的是，还没有在MPA进行实证研究。当MPA周围存在人类干扰和压力时，这种现象就会发生，比如捕捞、噪音或光污染，这些都会减少保护区边界附近的自然种群规模。

研究人员发现，全球40%的禁捕MPA（完全禁止捕捞活动的区域）面积小于1km2，这意味着整个区域可能会经历边缘效应。64%的禁捕MPA面积小于10km2，与没有边缘效应的情况相比，该区域的种群规模可能只有预期的一半（45%～56%）。研究结果表明，现有的全球禁捕MPA的有效性远远低于之前的设想。应该强调的是，边缘效应模式并没有消除鱼类溢出的可能性，而且渔民很可能仍然获益于来自MPA内的大个体鱼类。集中在MPA边界的捕捞活动证明了这一点。同时，边缘效应使研究人员清楚地认识到，MPA边界附近种群数量的下降速度快于MPA附近的种群数量的恢复速度。研究结果还表明，那些周围有缓冲区的MPA没有发现边缘效应，与MPA以外的鱼类溢出相一致。此外，在执行良好的MPA观察到的边缘效应比那些报告有非法捕捞现象的地方要小。OHAYON表示，这些发现令人鼓舞。因为它们表明，通过建立缓冲区、管理MPA周围的渔业活动和改进执法，不仅可以提高现有MPA的有效性，很可能还会增加MPA通过鱼类溢出所带来的效益。在规划新的保护区时，除了实施受监管的缓冲区外，建议保护区的面积至少为10km2，并且尽可能是圆型。这些措施将降低MPA边缘效应。研究结果为改善MPA的规划和管理提供了实用的指导方针，可以更好地保护海洋。

杨林林译自Israel：Overfishingandotherhuman pressures are severely harming many marine protected areasaround the world，study finds，ScienceDaily，2021－08－21

气候变化的“双重打击”可能导致鱼类灭绝

许多常见的鱼类可能面临灭绝，因为气候变化导致的海洋变暖不仅增加了它们的生存压力，同时也降低了它们的适应能力。

新的研究表明，沙丁鱼和鲱鱼等鱼类将难以跟上气候变化的步伐。因为温暖的海水会使它们的体型变小，从而使它们无法迁移到更适合的环境中。这项发表在《自然气候变化》（Nature ClimateChange）杂志上的研究还首次提供了证据，反驳迁移减少将导致物种增多的理论，认为事实恰恰相反。这意味着许多物种将无法通过适应进化来应对升高的温度，从而增加它们灭绝的风险。雷丁大学进化生物学家 CHRIS VENDITTI教授表示，海水变暖对鱼类来说是双重打击，因为不仅会导致它们进化成更小的体型，还降低了它们迁移到更合适环境的能力。研究支持在气候变化下，随着海洋变暖，鱼类会变小的理论，但也揭示了令人担忧的一面，即鱼类不能像最初认为的那样通过有效地适应进化来应对气候变化。随着海洋温度比以往任何时候上升得更快，鱼类将很快在进化方面落后，最终难以生存。这对所有鱼类和人类的粮食安全都有严重影响。因为人类食用的许多物种在未来几十年里可能会越来越少，甚至消失。

这项研究由智利干旱地区高级研究中心和英国雷丁大学主持，统计分析全球鱼类分布的大型数据集来研究它们在过去1.5亿年的进化。这项研究首次提供了确凿的证据，证明历史上全球温度波动是如何影响这些物种的进化的。研究重点是鲱形目，一种分布在世界各地的高度多样化的鱼类，包含了渔业的重要物种，如鳀鱼、大西洋鲱鱼、日本沙丁鱼、太平洋鲱鱼和南美沙丁鱼。然而，研究发现对所有鱼类都有影响。到目前为止，鱼类只需要应对每千年海洋平均温度最高上升0.8℃的情况。这远远低于美国国家海洋和大气管理局报告的自1981年以来每10年0.18℃的升温速率。

研究支持科学家们长期以来的预期，即随着全球变暖，鱼类通常会变得更小，移动得更少。因为它们必须加快新陈代谢，因此需要更多的氧气来维持身体功能。这将对鱼类种群造成影响，因为大个体的鱼类由于其能量储备大能够随着气候变化而移动到更远的地方，而小个体鱼类则难以找到有利的新环境。同时，研究反驳了因为遗传变异集中在局部地区，所以小个体鱼类数量增加意味着更多的新物种出现的假设。相反，科学家们发现，水温升高会导致新变异的减少，从而使鱼类失去另一个应对气候变化的关键武器。过度捕捞也被发现会使鱼类体型变小，这意味着人类活动给鱼类增加了新的压力。

杨林林译自 UK： Climate change ‘double whammy’couldkillofffishspecies，ScienceDaily，2021－08－09

科学家揭示缺氧条件对海洋生物的影响

2017年9月，伍兹霍尔海洋研究所博士后MAGGIEJOHNSON与同事在巴拿马加勒比海岸的博卡斯德尔托罗进行了一项试验。他们在一片安静、温暖的开放海域下潜10ft（约3m，译者注）后，发现了一个特殊的水层。那里阴暗、恶臭，有海蛇尾和海胆生活，但它们通常躲藏起来，栖息在珊瑚的顶部。这一独特的观察结果促成了一项合作研究，发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的一篇论文分析了这片水层的构成，以及对海底生命的影响。

JOHNSON表示，他们看到的是缺氧的海洋水域，这意味着该水域几乎没有氧气。所有的大型生物都在试图逃离这片缺氧水域，而那些无法逃离的就会窒息而死。之前从未在珊瑚礁上见过这种情况。这片水域之所以死气沉沉是由少风、较温暖的水温以及附近种植园的富营养水共同造成的，所有这些因素促进了水域分层。这些低氧水域开始扩大，并侵犯附近较浅的栖息地。研究人员认为，由于气候变化和营养过剩，全球海洋中的氧气损失正在加速，但突然的缺氧事件如何影响热带海洋生态系统尚不清楚。过去的研究表明，温度上升会导致珊瑚的物理变化，比如白化。当珊瑚受到压力时，就会驱逐生活在它们组织中的藻类。如果条件没有改善，白化的珊瑚就会死亡。然而，热带地区氧气水平下降引起的实时变化很少被观察到。在局部范围内，缺氧事件对珊瑚礁构成的威胁可能比导致大规模白化的变暖事件更严重。突发缺氧会影响所有需要氧气的海洋生物，并能迅速破坏珊瑚礁生态系统。研究人员报告说，缺氧导致珊瑚白化和大规模死亡，造成50%的珊瑚损失，直到事件发生一年后才显示出恢复的迹象，海底群落发生了剧烈变化。在低氧水域中，最浅的测量深度约为9ft（约2.7m，译者注），距离博卡斯德尔托罗海岸约30ft（约9.1m，译者注）。

那幸存下来的50%的珊瑚呢？JOHNSON和她的同事们发现，他们在博卡斯德尔托罗观察到的珊瑚群落是动态的，一些珊瑚有承受这些环境条件的潜力。这一发现为未来的研究奠定了基础，未来可以研究哪些珊瑚基因型或物种已经适应了快速变化的环境，以及出现了哪些帮助它们茁壮成长的特征。研究人员还观察到，生活在珊瑚礁中的微生物在一个月内恢复到正常状态，而像海蛇尾这样的大型生物则在这些条件下死亡。通过收集海水样本并分析微生物DNA，他们得出这样的结论：这些微生物不一定是适应了环境，而是在“等待”时间，在低氧条件下继续生长。研究参与者，巴拿马史密森热带研究所博士后JARRODSCOTT表示，微生物群落有着自己的群落结构，如果氧气突然消失，群落里的成员会发生演替。等到一段时间后，缺氧结束，氧气回来，这个群落又会迅速恢复到以前的状态。

SCOTT和JOHNSON一致认为，人类活动会导致海水富营养化和变暖，从而引起海水缺氧。沿海土地开发和农业等活动应该进行更好的管理及改进，进而减少缺氧事件发生的可能性。这项研究展示了在急性缺氧事件中珊瑚礁微生物群落的变化。珊瑚礁微生物对物理化学条件的变化反应迅速，可以为自然界的物理和生物过程研究提供可靠的指示。事件结束后，研究发现珊瑚礁微生物群落从缺氧状态变回正常状态的过程，表明珊瑚礁微生物的恢复路径是独立的，与底栖生物脱离。这可能有助于开启影响珊瑚礁群落其他方面恢复的关键微生物过程的研究。

杨林林译自USA：Whathappenstomarinelife whenoxygenisscarce？ScienceDaily，2021－07－26

科学家呼吁全球共同保护珊瑚礁

一个代表全球数千名珊瑚科学家的国际研究小组呼吁全球决策者做出新的承诺并采取行动保护和恢复珊瑚礁。2021年7月20日在国际珊瑚礁研讨会上发表的一篇报告中，科学家们认为，未来10年可能是决策者最后的机会，用来采取措施防止珊瑚礁“走向全球崩溃”。

这份由国际珊瑚礁协会（InternationalCoral ReefSymposium，ICRS）撰写的报告提出了3种拯救珊瑚礁的策略：应对气候变化、改善当地条件和积极恢复珊瑚。俄亥俄州立大学地球科学教授，ICRS主席ANDRÉAGROTTOLI表示，模型预测显示，如果将全球变暖控制在1.5℃以内，多达30%的珊瑚礁将在本世纪继续存留。但如果要将升温控制在1.5℃以内，现在就必须行动。模型显示，只剩几年的时间来减少二氧化碳排放。这必须在10年内实现，否则将无法实现这一目标。研究人员表示，珊瑚礁正处于一个转折点。现在就停止并开始扭转气候变化，一些珊瑚礁可能会存活下来，未来它们可能会被重建，并提供种子让其他地方的受损珊瑚礁重新生长。从珊瑚礁的数量来看，如果现在不采取行动，珊瑚礁的留存量将从30%下降到只有几个百分点。GROTTOLI表示，在恢复珊瑚礁的问题上，人类面临着巨大的挑战，若等到珊瑚礁的留存量只剩下几个百分点的时候再开始恢复，就相当困难了。

2021年，来自世界各地的决策者将通过《联合国气候变化框架公约》缔约方大会（COP26）和《生物多样性公约》缔约方大会（COP15），创建应对这些危机的最新全球框架。ICRS期望这份报告能影响这些框架。报告向政策制定者提出了3个要求：致力于解决生物多样性丧失和气候变化对珊瑚礁的影响；确保相关政策足够应对这些危机；确保政策得到实施。从地方到国际机构的各级治理中，应在相关政策领域建立协调联动，包括在保护、管理和恢复方面的努力，以及制定应对气候变化适应、生物多样性和可持续发展的政策。应开发新方法以帮助珊瑚适应气候变化。全球变暖已经来临，珊瑚礁适应气候变化不可避免。小部分珊瑚礁和一些珊瑚品种已经得到了成功管理，这为指导未来行动提供了重要经验，比如地方社区的参与如何改善管理成果等。美国国家自然历史博物馆史密森学会海洋科学名誉主席NANCYKNOWLTON表示，过去几十年来气候变化问题一直很严峻，同时由于过度捕捞、环境污染和其他活动，地球失去了大量珊瑚礁，人类需要解决这些问题。解决气候变化问题很重要，但其他问题也很重要，不能被忽视。没有时间争论哪个最重要，人类必须同时应对所有这些问题。

珊瑚礁是至关重要的生态系统，尽管其面积不到世界海洋面积的0.1%，但却居住着大约三分之一的已知海洋物种。它们对当地的粮食供应和经济发展也至关重要。每年仅与珊瑚礁相关的旅游业就产生约360×108美元的收入，每年全球珊瑚礁的经济价值接近100000×108美元。它们是重要的生化化合物来源，包括治疗癌症的药物。它们还能保护海岸免受风暴洪水的侵袭：一个健康的珊瑚礁可以打破海浪，缓冲超过90%的海浪高度和能量。根据ICRS的报告，仅在美国及其属地，珊瑚礁每年使1.8万人免受洪水影响，经济价值达18×108美元。研究人员估计，如果没有珊瑚礁，每年洪水造成的损失将增加一倍以上，洪水事件发生量将增加69%。但珊瑚礁特别容易受到气候变化的负面影响，气候变化会导致海洋温度上升和海水酸化。这些环境变化会导致珊瑚变白，停止生长并死亡。关注非洲珊瑚礁和可持续发展的非营利研究组织（CORDIOEastAfrica）负责人DAVIDOBURA表示，留给人们采取行动帮助珊瑚礁适应气候变化，减缓气候变化对珊瑚礁影响的时间已经不多了。现在需要大规模合作，在未来几年甚至更久，在所有地区保持一致，发展创新的思维方式、方法和技术。最重要的是，需要每个人都采取行动，依据科学家提供的方法和知识，共同拯救珊瑚礁。

杨林林译自USA：Biodiversity，climatechangeand thefateofcoralreefs，ScienceDaily，2021－07－20