八爪珊瑚钙化部位的pH值告诉我们什么

珊瑚是海洋生物,形成碳酸钙骨架,这一过程被称为生物矿化或钙化。这一过程涉及到钙化部位离子的调节,以及有机分子(如脂质、糖和蛋白质)的合成。由于珊瑚骨架是由碳酸钙构成的,参与钙化的离子是钙和碳酸盐,它们根据钙的反应结合在一起2 ++有限公司3.2-→CaCO3..钙离子在海水中的浓度与pH值无关,而碳酸盐的浓度则随海水的pH值而变化,这取决于不同形式的溶解无机碳(二氧化碳、碳酸氢盐和碳酸盐)之间的平衡。pH值越碱性,碳酸盐离子浓度越高,因此很明显pH值在促进珊瑚钙化方面起着关键作用。

图1所示。地中海八爪珊瑚碎片的图片Corallium石生长在玻片上,用来测定钙化部位的pH值。

然而,珊瑚钙化的部位并不直接与海水接触,而是被几层组织层与周围环境隔开。在造礁珊瑚中,研究表明,在涉及酶和转运体的生物过程中,钙化部位的pH值升高。这些造礁珊瑚属于刺胞动物门内的六爪珊瑚亚纲。它们在钙化部位上调pH值的能力最初是从间接同位素测量中推断出来的,最近是从在活的有机体内细胞成像。目前,几乎所有关于珊瑚钙化部位pH调节的信息都来自于对这些六角藻的研究。然而,尽管由于其生态和社会经济价值以及对气候变化的脆弱性,科学界对Hexacorallians很感兴趣,但这些珊瑚并不是唯一的“珊瑚”。珊瑚也包括八珊瑚亚纲的生物,它们的外表与造礁珊瑚相似,但它们的骨骼在形态和组成上都不同。属于这个亚纲的珊瑚的一个著名的例子是地中海红珊瑚Corallium石(图1)它产生两种骨架结构:轴向骨架和硬膜(图1B),它们都是由高镁方解石多晶态的碳酸钙组成的。

确定和比较Hexacorallia和Octocorallia生产碳酸钙生物矿物的策略,有可能为钙化的机制和进化方面提供新的见解。一个特别令人感兴趣的问题是:八角藻是否像六角藻一样控制钙化部位的pH值?为了回答这个问题,我们开发了一种珊瑚培养技术,包括在载玻片上生长的珊瑚小碎片,以方便进入硬膜和轴向骨架的钙化部位。然后我们使用pH敏感染料snawf -1结合共聚焦显微镜测量钙化部位的pH值。

与造礁珊瑚相比,我们的数据c .石没有显示pH值相对于周围海水的上调。这一结果表明,与海水相比,钙化部位pH值的上调并不是珊瑚普遍存在的过程,在刺胞动物门中可能存在多种机制。这样的结果也可以,至少部分地解释为什么钙化率在c .石比造礁珊瑚要低。然而,重要的是要考虑到pH值只是可能控制钙化率的参数之一,还有其他因素,如有机分子和溶解无机碳的供应。最后,尽管在控制条件下c .石与海水相比,没有上调钙化部位的pH值,另一个重要的问题将是确定当周围海水减少时,它是否能够调节pH值。事实上,造礁珊瑚的研究表明,这种能力是物种特有的,在某种程度上解释了它们对海洋酸化的敏感性/抵抗力。因此,更好地了解章鱼藻的pH调节,以更好地预测这些生物在快速变化的海洋环境中的未来,将是非常重要的。

C. Le Goff, E. tambutt, A. A.Venn, N. teche, D. Allemand, S. tambutt
摩纳哥科学中心海洋生物系,8 Quai Antoine Ier, MC-98000 Monaco

出版

八珊瑚钙化部位的体内pH值测量。
Le Goff C, tambutteoe, Venn AA, teacher N, Allemand D, tambutteos
2017年9月11日

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