《Ecology and Evolution》：Response of Early Life-Stages of Forest-Forming Seaweeds From Warm-Edge and Central Populations to Marine Heatwaves
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本文通过实验模拟了强海洋热浪（MHW）和极端海洋热浪对澳大利亚东南部林型海藻（Phyllospora comosa）暖缘与中心种群早期生活史阶段（幼孢子体和幼藻体）的影响。研究发现，极端热浪（26°C）对所有种群和生命阶段均造成高死亡率（<20%-30%）及光合效率（Fv/Fm）下降、结构完整性丧失等负面影响；而强热浪（23°C-23.5°C）与对照组无显著差异。暖缘种群（Black Head）幼孢子体在热浪下表现出比中心种群（Palm Beach）更优的生长优势，但种群间整体耐热性差异有限。研究指出，个体间耐热性差异为未来通过选育耐热个体（如辅助基因流）增强海藻林韧性提供了可能。
1 引言
气候变化导致的海洋热浪（Marine Heatwaves, MHWs）正严重威胁全球森林型海藻及其支撑的生态功能与服务。褐藻林是温带岩礁关键栖息地，但正因升温而快速衰退。物种对MHWs的响应可能因生活史阶段、分布区域及遗传结构差异而不同，但早期生活史阶段和不同种群的耐热性差异尚缺乏实验验证。本研究以澳大利亚东岸褐藻Phyllospora comosa为对象，选取暖缘（31°S）和中心（34°S）分布区的四个遗传差异种群，探究其幼孢子体（1周龄）和幼藻体（>6月龄）在强（23°C–23.5°C）和极端（26°C）MHW模拟下的存活、生长、光合效率（Fv/Fm）及生理状态响应。这两种热浪场景基于RCP4.5（SSP2-4.5）情景下2100年的预测频率（强MHW年发生约100天，极端MHW约50天）。研究假设暖缘种群因长期暴露于较高温度而更具耐热性。
2 材料与方法
2.1 研究位点
样本采集自新南威尔士州两个暖缘种群（Bonny Hills、Black Head）和两个中心种群（Palm Beach、Cronulla）。这些种群具有遗传分化特征，且暖缘位点历史最高温度（24.8°C）高于中心位点（22.9°C）。1982年以来，各点位经历的强MHW事件次数在34-47次之间。
2.2 幼孢子体实验
通过人工授精获得幼孢子体（仅Black Head和Palm Beach种群成功）。在18°C基线温度下，分别暴露于强MHW（20天，峰值23°C）和极端MHW（14天，峰值26°C）场景，监测存活率、体长、面积及形态变化。
2.3 幼藻体实验
采集四种群幼藻体（10-20 cm），在20°C基线温度下暴露于强MHW（15天，峰值23.5°C）和极端MHW（10天，峰值26°C）。评估指标包括存活率、光合效率（Fv/Fm）、组织状态（白化、坏死、结构完整性等）、相对生长率（RGR），以及结束时的碳氮比（C:N）和色素（叶绿素a、c、岩藻黄素）含量。
3 结果
3.1 幼孢子体响应
极端MHW导致存活率显著下降（Black Head 33%，Palm Beach 20%），强MHW与对照组无差异。暖缘种群（Black Head）幼孢子体在强和极端MHW下体长和面积增长均显著大于中心种群。形态发育（分枝比例）无种群间差异，但暖缘种群幼孢子体更易出现圆形初始形态。
3.2 幼藻体响应
极端MHW导致所有种群幼藻体存活率骤降（>80%死亡），光合效率（Fv/Fm）在热浪峰值期（第18天）显著降低，结构完整性丧失加剧。强MHW下各项指标与对照组无显著差异。组织碳含量在中心种群（Palm Beach）较高，但C:N比和色素（叶绿素a、岩藻黄素）无种群或处理间差异；强MHW下叶绿素c含量显著升高。
4 讨论
极端MHW对Phyllospora早期生活史阶段造成毁灭性影响，且暖缘与中心种群间耐热性差异有限。暖缘种群幼孢子体在强MHW下生长优势提示其可能具备局部适应潜力，但极端事件下这种优势不足以避免高死亡率。幸存个体（10%–30%）的存在表明种群内存在耐热性变异，可能源于遗传、表观遗传或微生物共生等机制。研究强调，强MHW当前不构成显著威胁，但极端MHW频发将危及海藻林存续，需通过辅助基因流、生物银行等干预措施提升种群韧性。
