珊瑚礁代表了地球上某些最多产的生态系统，然而，它们却可以在缺乏营养物质的水域——相当于海洋的沙漠——中兴旺成长。这种现象已经被称作“达尔文的悖论”，且它让科学家们多年来感到好奇。如今，Jasper de Goeij 及其同事说，海绵在为珊瑚礁群落循环利用有机物中发挥了重要的作用，它们将来自珊瑚及藻类的溶解的有机物质转变成为像螺蛳及寄居蟹等较大的生物能够摄食的富有营养的颗粒物质。据研究人员披露，这种“海绵循环”帮助解释了像珊瑚礁这样的生物热区为什么可以持续存在于缺乏营养物的水域之中，而且它也许还能改善珊瑚礁的保护力度。先前的研究显示，某些微生物能将珊瑚礁群落中的某些溶解的有机物处理成为较大摄食者的食物，但这种微生物活动从来无法用来说明绝大多数的从珊瑚及藻类中排出的有机物质。De Goeij及其它研究人员在水族馆中第一次研究了4种常见的珊瑚礁海绵物种并发现它们中的每一种会从其周边环境中吸收碳及氮并将其中的11-24%转变成为富含营养的领细胞或滤器细胞。他们说，这些领细胞会快速地从海绵上掉落并被较大的生物吃掉。研究人员还操纵了在一个自然珊瑚群落中的水交换并证实海绵在自然条件下也会起同样的作用。他们说，这一新发现的溶解有机物的海绵回路会产生与在一整个珊瑚礁群落中所有主要生产者所产出的近乎同样多的营养物。据这些研究人员披露，其它的像深海冷水珊瑚礁或温带地中海珊瑚礁等“海洋沙漠”可能也依赖于海绵循环来回收利用他们的营养物质。（生物谷Bioon.com）
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Science DOI: 10.1126/science.1241981
Surviving in a Marine Desert: The Sponge Loop Retains Resources Within Coral Reefs
Jasper M. de Goeij,*, Dick van Oevelen, Mark J. A. Vermeij, Ronald Osinga, Jack J. Middelburg, Anton F. P. M. de Goeij, Wim Admiraal
Ever since Darwin’s early descriptions of coral reefs, scientists have debated how one of the world’s most productive and diverse ecosystems can thrive in the marine equivalent of a desert. It is an enigma how the flux of dissolved organic matter (DOM), the largest resource produced on reefs, is transferred to higher trophic levels. Here we show that sponges make DOM available to fauna by rapidly expelling filter cells as detritus that is subsequently consumed by reef fauna. This “sponge loop” was confirmed in aquarium and in situ food web experiments, using 13C- and 15N-enriched DOM. The DOM-sponge-fauna pathway explains why biological hot spots such as coral reefs persist in oligotrophic seas—the reef’s paradox—and has implications for reef ecosystem functioning and conservation strategies.
