2017 年 9 月，伍兹霍尔海洋研究所博士后学者玛吉约翰逊在巴拿马加勒比海岸附近的博卡斯德尔托罗与一位同事进行了一项实验。在安静、温暖的开阔海洋上坐下后，他们潜入水中，在海面以下约 10 英尺处发现了一层特殊的浑浊、恶臭的水，上面有通常隐藏的脆弱的星星和海胆，栖息在海面的顶部。珊瑚。
这一独特的观察促使一项合作研究在今天发表在《自然通讯》上的一篇新论文中进行了解释，分析了这种雾状水层是由什么引起的，以及它对海底生命的影响。
“我们看到的是缺氧海水，这意味着该地区几乎没有氧气。所有大型生物都试图逃离这种缺氧的水域，而那些无法逃脱的基本上会窒息。我从未见过珊瑚礁上的任何东西，”约翰逊说。
“低风活动、温暖的水温和附近种植园的养分污染共同导致了积水，这导致了水体分层。由此，我们看到这些缺氧条件开始扩大并侵犯了附近的浅水栖息地，”约翰逊解释说。
调查人员表示，由于气候变化和营养过剩，全球海洋中的氧气流失正在加速，但人们对突然的脱氧事件如何影响热带海洋生态系统知之甚少。过去的研究表明，温度升高会导致珊瑚发生物理变化，例如白化，当珊瑚受到压力并驱逐生活在其组织内的藻类时就会发生白化。如果条件没有改善，漂白的珊瑚就会死亡。然而，很少观察到热带地区氧气水平下降引起的实时变化。
在局部范围内，与导致大规模白化的变暖事件相比，缺氧事件可能对珊瑚礁构成更严重的威胁。这些突发事件会影响所有需要氧气的海洋生物，并可能迅速杀死珊瑚礁生态系统。
调查人员报告说，这次事件导致珊瑚白化和大规模死亡，导致活珊瑚损失 50%，直到事件发生一年后才显示恢复迹象，海底社区发生了急剧变化。缺氧水域的最浅测量深度约为 9 英尺，距博卡斯德尔托罗海岸约 30 英尺。
存活下来的 50% 的珊瑚呢?约翰逊和她的研究人员发现，他们在博卡斯德尔托罗观察到的珊瑚群落是动态的，一些珊瑚有可能承受这些条件。这一发现为未来的研究奠定了基础，以确定哪些珊瑚基因型或物种已经适应了快速变化的环境以及帮助它们茁壮成长的特征。
调查人员还观察到，生活在珊瑚礁中的微生物在一个月内恢复到正常状态，而像脆星这样的宏观生物则在这种情况下死亡。通过收集海水样本和分析微生物 DNA，他们得出结论，这些微生物不一定会适应它们的环境，而是“等待”它们在这些低氧条件下发光的时间。
“这里要带回家的信息是，你有一个微生物群落;它有一个特定的组成和堵塞，然后突然，所有的氧气都被去除了，你得到了社区成员的替代品。它们繁荣了一段时间，最终缺氧消失，氧气恢复，由于资源的变化，该社区迅速恢复到以前的状态。这与您在宏观生物中看到的情况截然不同，“论文合著者 Jarrod Scott 说巴拿马共和国史密森热带研究所博士后研究员。
斯科特和约翰逊同意人类活动会导致营养物污染和海水变暖，进而导致海洋缺氧条件。可以更好地管理和改进沿海土地开发和农业等活动，这将减少发生脱氧事件的可能性。
该研究提供了对急性脱氧事件期间珊瑚礁上微生物群落命运的见解。珊瑚礁微生物对物理化学条件的变化做出快速反应，为自然界的物理和生物过程提供可靠的指示。
事件消退后，该团队检测到从缺氧微生物群落到正常条件群落的转变表明，珊瑚礁微生物的恢复途径是独立的，并且与底栖大型生物脱钩。这可能有助于重新启动影响珊瑚礁群落其他方面恢复的关键微生物过程。
