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每年春天，地中海的小虾都会从雄性变成雌性，这是它们生殖发育的一个重要阶段。这种变化的发生是由于某种微藻的大量存在，而这种微藻有时是霓虹绿虾赖以生存的。然而，研究人员本周在《公共科学图书馆综合》上发表报告称，随着海洋酸化加剧，微藻的化学成分可能会发生变化，这可能会阻碍虾的繁殖进程，并威胁到它们的生存。这种虾名为HippolyteinermisLeach，以一种名为Cocconeisscutellumparva的微藻为食。这种微藻生长在地中海的海草草场上，包括那不勒斯湾的酸化喷口。食用微藻可以调节虾的繁殖周期。多年来，科学家们一直对这些奇怪的小虾的性发育非常着迷。尽管与许多其他甲壳类动物一样，Hippolyteinermis被认为是雌雄同体的动物，但它的不同寻常之处在于，它从未经历过具有这两种属性的中间阶段，就能从雄性迅速过渡到雌性。这种性别逆转系统有两个不同的繁殖季节。在秋季球虫微藻缺乏的时候，大多数新生虾都是雄性。春天过后，它们的雄性性腺开始老化，并在一次蜕皮中脱落，卵巢开始发育。但在春季出生的小虾，当微藻丰富时，可以通过更快速的性别转换，迅速发育成雌性。以前的研究表明，球虫是造成这种快速变化的原因。通过在食用时释放一种未知的化合物，球虫杀死了虾雄性性腺中的细胞，导致其过早地转变。该研究的主要作者MirkoMutalipassi是那不勒斯的海洋生物技术专家，他强调虾对微藻的依赖如此之强，以至于它们的种群增长与微藻爆发同步。“这对这些虾来说真的很重要，”穆塔利帕西说。“这是虾类自然种群的稳定因素，因为这使得虾类能够产很多蛋，避免因捕食而灭绝。”在酸性条件下，植物和动物之间存在着如此紧密的关系，这促使穆塔利帕西将其作为研究海洋酸化将如何影响这一生态系统的工具。他说：“从生理学和分子生物学的角度来看，我对共同进化非常着迷。”“这是观察两个有机体如何相互作用的一种非常有趣的方式。这也是一个研究全球变化对微藻和无脊椎动物影响的好模型。”穆塔利帕西用虾的数量作为探针，观察随着海洋酸化，微藻的化学成分发生了什么变化。研究小组在两种不同的酸度水平下种植球果：一种是在目前的条件下，另一种是根据预测的下个世纪海洋酸度将随着二氧化碳浓度的增加而上升。之后，他们给两组微藻中的一组新生虾喂食，观察它们是否有不同数量的雌性，这将表明微藻化合物的变化推动了虾的发育。研究小组的结果令人惊讶。与其他一些微藻不同，球藻在高二氧化碳水平下无法茁壮成长，但在酸化条件下，球藻却能茁壮成长，细胞数量是其他微藻的四倍。这种增长意味着微藻在未来的酸化海洋中具有竞争优势。相比之下，在海水酸化程度较高的情况下饲养微藻的虾，其雌性数量仅为正常微藻饲养虾的一半左右。如此巨大的差异表明，破坏虾雄性性腺的化合物可能会因酸化条件的改变而产生更少的雌性。换句话说，球虫茁壮成长，而虾却在受苦。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的海洋生物学家凯特琳·洛德在一封电子邮件中说：“这项研究是一个很好的例子，表明研究人员不仅在研究单个生物体的生存和生长的一些基本问题，还在研究物种之间的关系。”“为了更好地了解我们的海洋生态系统在未来的样子，研究营养水平之间的相互作用是非常重要的，这在实验室环境中很难做到。”在生态系统中，像这样可能引发多米诺骨牌效应的看似细微的变化是气候变化影响的象征。随着海洋酸化继续破坏海水环境，研究人员正忙于研究这些变化如何影响地球上最小的生命形式。洛德没有参与这项研究，他认为研究生物体行为的变化对于了解环境的变化至关重要。她说：“只有通过研究虾的性转变问题，美国科学家才能更好地了解未来海洋的样子。”“重要的是，(我们)可以有更多关于海洋酸化潜在影响的报道，以增加公众对我们的海洋正在发生的变化的担忧。”穆塔利帕西持有类似的观点，他认为这种化合物实际上是一种环境的“信息化学物质”——就像煤矿里的金丝雀在水下的版本。穆塔利帕西说:“我们现在知道，海洋酸化可能会破坏已经进化了万年的微妙的生态关系。”“这意味着，随着我们对世界所做的改变，我们会产生特殊的后果。”他还指出，小藻类和虾类的关系只是许多可能受到影响的关系之一。“海洋酸化的影响比我们在研究中看到的要大，”他说。“我们只是看到了拼图的一小块。”

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