珊瑚是生物吗?珊瑚到底是动物还是植物

当人们游进珊瑚礁,不啻于穴居人闯入陌生的大都市,惊诧于眼前的花花绿绿。似花草,似岩石,又似动物,婀娜多姿,五彩缤纷——这就是珊瑚的生命。

珊瑚是生物吗?珊瑚到底是动物还是植物

三位一体

珊瑚的属性问题曾长期困扰着人类。古希腊哲学家亚里士多德的学生泰奥弗拉斯特斯在一本记录石头的书中将珊瑚称作“Korallion”,暗示了它的矿物属性。古罗马博物学家老普林尼认为,珊瑚“既非植物也非动物,应属于三种生物”。10世纪,波斯学者比鲁尼提议将珊瑚归类为动物。18世纪的瑞典科学家、物种分类法的创始人林奈则将其归为岩石植物。终,显微镜揭示了真相——珊瑚是众多珊瑚虫聚合生长的一种生物体。由此,珊瑚被正式并入动物界,成为刺胞动物门(原称腔肠动物门)下一个新的类别——珊瑚纲,又称花虫纲。珊瑚纲是刺胞动物门庞大的构成,已知有7000多种生物,主要生长在热带和亚热带海域。

通常,珊瑚虫长不过1厘米左右,单体呈圆筒状,中yang有口,口周生有许多花瓣似的触手。口与内腔中的管状食道相接,并通过这些管道进食、呼吸和排泄废物。珊瑚虫有的呈亮粉色,有的紫红,有的幽蓝,密密麻麻聚集在一起,就像一丛在海底绽放的鲜花。但这些“花衣”只是珊瑚的“表皮”,其下骨骼才是本质。

为了保护柔软的身体,珊瑚虫吸收海水中的钙和二氧化碳,分泌出碳酸钙,附着在海底岩石等硬物上为自己建造出一间间坚硬的小房子。珊瑚虫就将身体隐藏在小房子里,花瓣似的触手伸出房外捕获食物和所需营养物质。当老一代珊瑚虫死去,新生的珊瑚虫在先辈的石灰质骨骼上继续生长,经过成百上千年的堆积叠加,塑造出枝蔓交错的“玉树”、沟壑纵横的“大脑”、高耸挺拔的“高楼”、平坦延伸的“运动场”……

水螅型珊瑚虫下端附着在物体表面,顶部有许多中空的触手,像一朵朵玲珑的小花。经过数代珊瑚虫堆积生长钙化,终塑造出珊瑚或坚硬或柔韧的身躯。

珊瑚虫美丽的触手上布满毛刺,可以抓食浮游而至的生物,亦可防身。一旦遇到侵犯者,触手上的刺细胞会立即射出富有弹性的细小毒刺将其毒晕,然后再推入口中,在内腔中慢慢享用。珊瑚虫的毒性和刺穿强度足以捕捉到浮游生物、幼鱼甚至小章鱼,但无法穿透人的皮肤,所以人体基本感觉不到珊瑚的“锋芒”。

橙杯珊瑚用触手把一只小章鱼抓进口中,在内腔消化后再从口排出废渣。触手上的刺细胞可以辅助捕食。

珊瑚虫虽然在周遭寻找食物,但其重要的营养来自与其共生的虫黄藻(Symbiodinium)。据估计,每立方毫米珊瑚组织内生活着3万多只虫黄藻,它们通过光合作用为珊瑚虫带来葡萄糖、甘油和氨基酸等营养物质,是珊瑚虫90%的能量来源。只要虫黄藻能获得足够的光照,许多珊瑚虫就可以在不摄食的情况下生存和成长。作为回报,珊瑚虫为虫黄藻提供保护、居所和营养(主要是含氮和磷的代谢产物),并恒定供应光合作用所需的二氧化碳。这种互惠互利的共生现象在自然界普遍存在,而珊瑚虫与虫黄藻协同演绎得更加精彩,不仅加快了珊瑚的生长速度,为成礁打下坚实基础,还共同营造了珊瑚的奇幻色彩。可见,珊瑚集动物、植物和矿物属性于一身,堪称“三位一体”。

虫黄藻是珊瑚虫亲密的共生伙伴,它通过光合作用为珊瑚生长提供养分,珊瑚则是其理想的庇护所。

海洋精灵

珊瑚的石灰质骨骼通常呈白色,是珊瑚虫体内的荧光蛋白、色素蛋白以及共生的虫黄藻为其披上了五彩霓裳。珊瑚发光并非为炫耀美丽。在热带浅海域强烈的阳光照耀下,荧光素能起到防晒作用,保护珊瑚虫和体内的虫黄藻免受损伤。比如具代表性的绿荧光能吸收有害紫外线,发出绿光,给珊瑚涂上一层“防晒霜”。科学家在深海也发现了一些发光珊瑚,它们利用荧光蛋白发出红、黄、橙色光,这可能是为优化住所的光照环境,以利于共生藻进行光合作用。

珊瑚虫柔软的触手围着一张大嘴,其色彩和荧光是体内的色素蛋白、荧光蛋白,以及共生的虫黄藻协同塑造。

当环境光线不足时,珊瑚体内的虫黄藻密度会相应增加,以增强光合作用效果。虫黄藻一般呈褐、黄绿或茶色,从而使珊瑚的颜色逐步加深,甚至盖过了珊瑚虫本身的色素。正是在虫黄藻色素的衬托下,珊瑚的色彩才变得更加丰富迷离。

珊瑚组织中的虫黄藻可以给予珊瑚颜色,也可以带走其靓丽的外衣。当珊瑚受到外界环境压力时,珊瑚虫与虫黄藻这对好伙伴就会“翻脸”,虫黄藻被排出珊瑚体外,致使珊瑚骨骼暴露而发生白化。白化的珊瑚并非死亡,只是不能摄取氧和共生藻提供的关键养分。污染、低潮或不期而至的冷水都会导致珊瑚白化,但气候变化是近代大规模珊瑚白化的首因。幸运的是,当环境有所改善,“逃逸”的虫黄藻就会重返珊瑚虫体内,珊瑚有望重现生机。

珊瑚白化与死亡

深海不具备进行光合作用的条件,所以深海珊瑚一般体内不含虫黄藻,它们主要靠吃浮游生物产生能量,生长十分缓慢。例如生活在500米深处的黑角珊瑚(俗称海铁树),中轴骨骼呈黑色,形似带蒺藜的铁丝。它的枝干直径每年只增长4~35微米,也就是说,长到3.5厘米粗至少需要1000年。但黑角珊瑚非常长寿,据碳放射测定,个别群体已近4270岁,是已知古老的珊瑚品种,也是世界上长寿命的生物。

黑珊瑚生长在深海中,中轴骨骼为黑色,形似带蒺藜的铁丝,俗称海铁树。

除了热带、亚热带海洋,在北冰洋这样的冷水域同样生活着精致的珊瑚品种。有一种茶花珊瑚生活在从北海到挪威和冰岛海岸的冷水域,有时还会附着在石油钻井的立柱上,或在海底沉船表面形成一个人工珊瑚礁。它们体内同样缺乏虫黄藻,多数呈雪白色,生长在潜流密集的海域,有利于捕捉丰富的浮游生物。

珊瑚主要分布在热带、亚热带的温暖浅海域,但茶花珊瑚是个例外,它生活在北海的深冷水中。

珊瑚虫通常过着群居生活,但也有例外,比如蘑菇珊瑚就是珊瑚中的“独行侠”。它是由单个珊瑚虫形成的,直径可达25厘米,是世界上大的珊瑚虫。蘑菇珊瑚没有坚硬的骨骼,以一种疏松的状态附着在岩石上,甚至可以移动,通过不断调整、伸展自己的身体来捕捉远处的食物。

蘑菇珊瑚由单个巨大的珊瑚虫形成,通过不断伸展身体来抓取周围猎物。

正在捕食的蘑菇珊瑚

如同其多姿多彩的颜色和形状,珊瑚的也是各种奇葩。一些种类的珊瑚虫雌雄分明,另有一些雌雄同体,甚至可以变性。对于许多单性珊瑚虫而言,特定的气象条件下如满月,可触发其释放大片精子云或卵子云,繁殖的过程就像一场水下暴风雪。生殖细胞在水流辅助下在水面结合,待受精卵发育成珊瑚幼虫,再浮游回海底找寻地基,固着在海底坚硬物或死去的珊瑚骨上,终成长为新一代珊瑚群。珊瑚的繁殖力较强,在良好的环境条件下还能大量进行无性繁殖,就像树木出芽一样自己散播“种子”。

满月之时,珊瑚会排放大量精子或卵子,进行有性繁殖。

小小建筑师

从结构和形态上,珊瑚可分为石珊瑚和软珊瑚;从生态角度则有造礁珊瑚和非造礁珊瑚之分。小小珊瑚虫堪比灵巧的建筑师,经过数千年堆积形成了这个星球庞大的生物体——珊瑚礁。骨骼坚硬的石珊瑚是成礁的骨干,如枕珊瑚、脑珊瑚、鹿角珊瑚等;而笔珊瑚、扇珊瑚、鞭珊瑚属于软珊瑚,没有外扩的骨骼,一般是利用共肉组织的钙质骨针支撑身体,从而塑造出婀娜摇曳的姿态。

珊瑚种类繁多,形如树枝、鹿角、手指、管道、大脑、蘑菇,等等,多以形态来命名。

脑珊瑚附着在硬物上生长,不能移动。同为刺细胞动物的水母则能自由浮游。

鹿角珊瑚像鹿角一样分支生长,是主要的造礁石珊瑚。

红扇珊瑚如一株海中“烽火树”,其骨骼呈红色,是因在生长过程中吸收海水中的氧化铁所致。

红鞭珊瑚属于软珊瑚,没有外展的硬骨骼,形态婀娜摇曳。

《自然界的艺术形态》中描绘的石珊瑚骨骼,19世纪德国生物学家恩斯特·海克尔著。·

在很多方面,没有珊瑚礁的海洋如同水的“荒漠”,巨大空旷,食物匮乏。珊瑚礁就像绿洲一样吸引着众多生物,与周围贫营养的水体形成鲜明对比。造礁的石珊瑚通常生长在光照充足的清浅水域,水温不低于18℃,微盐,潮汐运动较少,也没有多少河流沉积物,在南北纬 30°之间的印度洋、西太平洋、加勒比海及红海地区为集中。

180多年前达尔文乘坐“小猎犬”号环球考察时,被印度洋的珊瑚礁岛吸引,“当旅行家向我们讲述规模宏大的金字塔和其他文明遗址时,我会感到惊讶;但与这些微小、美丽的动物堆积而成的景观相比,它们根本不值一提。”从达尔文时代起,科学家就开始研究珊瑚礁。达尔文根据珊瑚礁与海岸线的关系,划分出岸礁、堡礁和环礁,根据形态分出台礁和点礁等类型。澳大利亚东海岸的大堡礁、我国台湾海域的岸礁和南海的环礁等,都是小小“建筑师”珊瑚虫的伟大功绩。

澳大利亚大堡礁是世界上大的珊瑚礁群。堡礁又称“离岸礁”,在距岸较远的浅海中呈带状延伸,礁体与海岸之间隔着澙湖。

马尔代夫的米兰胡岛被珊瑚礁环绕,岛屿利用丰富的珊瑚礁资源开发了度假酒店。

大堡礁是世界上大且保存好的珊瑚礁群,绵延伸展2000多公里,面积近35万平方公里,由2900多个珊瑚礁、600座陆地岛和300座珊瑚岩礁组成。其良好的生态环境孕育出种类繁多的动植物,是濒临灭绝的海牛、红海龟等许多珍稀动物的栖居地。印度尼西亚、菲律宾、巴布亚新几内亚和所罗门群岛之间的珊瑚礁三角区(Coral Triangle)被誉为海洋生物多样性的中心。570万平方公里的海域生活着全球75%的珊瑚物种,包括至少500种造礁珊瑚。此外,2000多种珊瑚礁鱼类、现存7种海龟中的6种均在此安家。纷繁的珊瑚生物组成了一个复杂庞大的生态系统,被生物学家惊叹为“生命起源的中心”。

巴布亚新几内亚新不列颠岛的金贝湾,渔民驾着独木舟在珊瑚礁上捕鱼。

色彩斑斓的蝴蝶鱼在紧密的珊瑚丛中穿梭,它们在进化过程中将保护手段完全托付给了珊瑚。棘冠海星是珊瑚的天敌,它将胃部挤出体外覆盖住珊瑚虫,将它们吸食殆尽。1只成年棘冠海星1年可吞食掉6平方米的活珊瑚。在海星出没之地总能看到大法螺的身影,一般海洋生物都不怎么喜欢吃长刺的棘皮动物,但它们却是大法螺的美味佳肴,这位“灭星专家”也因而成了珊瑚礁的守护神。海绵类动物同样覆盖在珊瑚表面生长,易造成珊瑚窒息,更恶劣的还会穿过珊瑚枝干内部,破坏骨轴。一只巨大的玳瑁正围着珊瑚丛猎食海绵、海葵和水母,大快朵颐后伸展身体,让清洁鱼把皮肤褶皱里的寄生虫吃掉。海龟偶尔也吃软珊瑚,但微小的珊瑚虫毫不示弱,警惕地伸出触手防御,并伺机与其争抢浮游而至的水母……

一只巨大的红海龟正在吸食珊瑚礁上的水母

棘冠海星是“珊瑚杀手”,当它大规模暴发时,珊瑚会被成片吃光。

大法螺则是棘冠海星的克星,因而也是珊瑚礁的守护神。

气泡珊瑚的罅隙是小虾的理想栖居地

迷你的圣诞树蠕虫寄生在珊瑚上,它们非常敏感,遇到丝毫接触或干扰就会迅速缩回洞穴。

剃刀鱼生活在珊瑚礁区,会随环境而改变体色。

海葵与小丑鱼有着密闭可分的共生关系。它看似一只巨大的珊瑚虫,也属于珊瑚纲,但并不是珊瑚的一种。

占海洋面积不足2‰的珊瑚礁,养育着全球1/4的海洋生物,这使得珊瑚礁成为地球上多样化的生态系统之一。珊瑚礁生物之间的亲吻与杀戮,微妙地维系着海洋生态的平衡。

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