海洋变暖影响新孵化的小丑鱼的生长代谢率和基因活性

未来的海洋变暖和海洋热浪可能会影响小丑鱼在其最早生命阶段的生长和发育，最近发表在《总体环境科学》上的一项新研究表明。

冲绳科学技术研究所(OIST)的一组海洋生物学家在28°C或31°C的水温下圈养了标志性的珊瑚礁鱼。 28°C的温度代表冲绳目前的夏季海水温度，而在当今的海洋热浪中达到31°C的温度，符合IPCC预测到3年升温2100°C。

科学家们在孵化后研究了小丑鱼Amphiprion ocellaris20天 - 这是在气候变化方面研究不足的关键发育时期。他们发现，在温暖的温度下，幼虫生长得更快，代谢率更高，并且某些基因的活性发生了变化。

“大多数气候变化研究都集中在成年或幼年小丑鱼上，”由Timothy Ravasi教授领导的OIST海洋气候变化部门的第一作者和博士生Billy Moore说。“通过关注幼虫阶段，我们可以更全面地了解小丑鱼如何受到海洋变暖和气候变化的影响。

在最初的20天里，小丑鱼经历了七个发育阶段，在野外，这些发育阶段的特点是位置和行为发生了明显的变化。孵化后，小丑鱼幼虫立即被带离其母礁并进入公海。大约十天后，小丑鱼到达第四阶段，这是发生的时候，鱼开始发展出标志性的橙白色。在第14天左右，现在处于发育第五阶段的小丑鱼找到了一个新的珊瑚礁，在第六阶段，寻找并定居在海葵宿主中。

在这项研究中，科学家们在20天内对小丑鱼幼虫进行了成像和测量，以确定它们的幼虫阶段，并进行了试验以调查新陈代谢。研究小组发现，在31°C下饲养的幼虫比在28°C下饲养的幼虫早了大约两天达到发育里程碑，例如。 他们还发现，幼虫的平均代谢率更高，可能推动了更快的生长速度。

然而，预测在未来变暖的情况下，更快的发展如何影响小丑鱼的生存是非常困难的。

摩尔解释说：“一方面，由于捕食，大多数小丑鱼无法在幼虫期存活下来，因此缩短这段时间可以增加它们的生存和定居机会。另一方面，更快的发育可能意味着小丑鱼分散到新的珊瑚礁的效率较低，幼虫可能无法摄取足够的食物来满足它们增加的能量需求。

研究小组还调查了小丑鱼基因在每个发育阶段的活性。

“总的来说，我们看到对变暖的分子反应非常强烈，”摩尔说。“在每个阶段，许多基因 - 超过450个 - 活动增加或减少。

当研究人员研究改变活性的基因的功能时，他们发现在31°C下饲养的小丑鱼中，与热应激相关的基因从最早的发育阶段开始就更加活跃。

在第七阶段，研究人员还发现参与神经传递的基因活性下降，这意味着温度升高可能导致小丑鱼行为的变化。

研究人员还发现有证据表明，在温暖的温度下饲养小丑鱼会改变小丑鱼的表观基因组。摩尔解释说，表观基因组是指在整个基因组中发生的化学改变，无论是直接对DNA还是与DNA相关的蛋白质。这些化学变化，称为表观遗传修饰，影响DNA如何包装成染色体，这决定了基因的活跃程度。

在28°C下饲养的小丑鱼中，参与表观遗传修饰的基因在第三和第六阶段非常活跃。然而，在31°C下饲养的小丑鱼中，研究小组没有观察到相同的活动，这表明这些表观遗传修饰可能在较高温度下减少。

“我们现在正在开始实验，研究在31°C和28°C下饲养的小丑鱼之间的表观基因组有何不同。 这可能具有非常重要的影响，因为在发育的早期阶段制定的表观遗传变化会影响个体在成年生活中对环境变化和压力的反应，“摩尔说。

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