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珊瑚如何獲取營養

生活在海水中的腔腸動物(或稱刺胞動物)--珊瑚,它們的身體結構簡單,基本形態與海葵、水螅等二胚層的動物很相似:柔軟的珊瑚蟲體是由內、外兩個胚層組成,兩層之間為中膠層。珊瑚水螅體中僅有彌散型的網狀神經系統,可以協調簡單的觸手運動。珊瑚沒有特化的呼吸系統,氧氣的進入和二氧化碳的排出僅靠擴散作用來完成。 珊瑚也沒有循環系統,除了擴散作用,水螅體的收縮造成體液的擠壓流動也有促進循環的功能。

珊瑚的消化系統和排泄作用也很簡單,體內僅有消化循環腔,有口無肛門。食物由口進入消化腔中,部分被消化酶分解後由水螅體吸收;另外有些食物的碎片也會被消化腔中的細胞以胞飲作用帶入體內再行分解消化。消化後,剩餘的廢物再由口排出,而代謝後的溶解性廢物則可由擴散方式排出體外。口的周圍生有觸手,這些觸手是捕食小動物用的工具(觸手能射出刺細胞,內含有毒液和鉤刺,將獵物麻醉,然後送進口中)。

據此看來,珊瑚似乎是主動的掠食性動物,但實際上,珊瑚賴以維生的營養來源大部分依靠其體內的共生蟲黃藻供給。蟲黃藻進入珊瑚內胚層細胞後,會被共生膜包裹住。共生膜具有運輸各種物質進出細胞的功能,還能進行細胞間信息的傳遞。藉助共生膜,使得珊瑚代謝所產生的二氧化碳等,能立刻被共生藻的光合作用轉化成糖類、脂質等營養物質,再供珊瑚利用。得益於此,珊瑚體內物質和能量循環,能以很高的效率運行。

由於珊瑚分為體內有共生藻的造礁珊瑚和不含共生藻的非造礁珊瑚,它們在自然海域中的營養和食物來源並不相同。一般處於健康狀態下的造礁石珊瑚,其主要營養僅依靠其共生蟲黃藻的光合作用供應,其他如柳珊瑚、軟珊瑚和深/冷水珊瑚等則需要主動攝食才能滿足自身營養需求。

珊瑚礁區的浮遊動物為珊瑚食物的主要來源之一,但由於在熱帶珊瑚礁海域中浮遊動物較少,石珊瑚利用體內共生藻所產生的有機物,以及海水中顆粒狀或溶解態的有機物質來補充其機體的營養需要;此外,珊瑚水螅體亦可利用溶解在水中的葡萄糖,並能消化吸收浮游性細菌及溶解態的有機蛋白的能力。

如果僅就珊瑚蟲主動攝食行為而言,主要有以下五類:

(1)利用觸手捕食。珊瑚的觸手因種類而異則有不同大小及活動範圍。對所有的八放珊瑚(非造礁)而言,由水螅體的觸手與羽狀分枝快速地迴旋捕捉食物;六放珊瑚(造礁)的觸手絕大部分短而缺乏靈敏度,當攝食行為發生時,觸手在抓取食物後,便彎曲送入口內。

(2)利用纖毛與黏液捕食。石珊瑚的纖毛分布在外胚層的支持細胞上,當攝食行為發生時,纖毛前後上下擺動,伴隨著黏液的分泌,達到攝食或清除表面的目的。

(3)利用伸出的消化絲捕食。消化絲位於珊瑚水螅體的消化循環腔中,當食物顆粒與外胚層接觸時,消化絲便會伸出,此種刺激消化絲伸出的行為包含了觸覺和化學交錯的反應。

(4)利用黏絲網捕食。珊瑚只有在晚上攝食時才利用此方法。珊瑚蟲體會分泌黏液,一端形成由黏絲組成的網狀,另一端則附著在珊瑚蟲體上,當水中浮游生物或有機碎片流過時就會黏著在黏絲網上,珊瑚蟲就會將這些黏絲網收回吞食,消化粘附在上面的營養物。

(5)吸收。在石珊瑚外胚層細胞中具有纖毛,且有大量的鹼性磷酸酶,專司腸系膜的伸展和控制腔腸外的消化與吸收;軟珊瑚的觸手上沒有纖毛,代之以具有吸收功能的絨毛。

除了這些主動攝食行為外,珊瑚蟲體內的共生藻老化後,在珊瑚體內死亡分解,經由細胞內消化的作用而成為其宿主珊瑚的營養來源。

中國科學家在闡述了近十幾年來提出的若干有代表性的解釋模型的基礎上,通過研究我國南沙珊瑚礁生態系生源要素的生物地球化學循環,提出珊瑚礁生態系的營養過程是一系列營養調節機制的協同作用。珊瑚礁生存的物理環境、生物群落構成、快速的吸收機制和生態系內快速高效的循環,以及生物營養調節機制等,共同構成了珊瑚礁生態系穩定高效的營養供給體系。

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