♦有性生殖 :
年年春天(三~五月)臺灣海域周邊珊瑚繁殖季時「精卵集體大排放」的新聞時有所聞(圖2),在夜間固定時刻好幾種珊瑚集體進行生殖活動,同時大量的排放精子和卵子,形成如璀璨星空般的海底奇觀(圖2.請參考112.05.14中央社新聞報導珊瑚繁殖季集體排放精卵,漂浮的配子將澎湖縣七美鄉臥牛海域染成粉紅色)
珊瑚蟲不像人類或是一般的動物有相當明顯的雌性或雄性特徵或具有永久且易於觀察的生殖腺,珊瑚生殖腺發育在隔膜上,雌雄之分僅在他們孕育配子時才有所區別(圖3.請參考珊瑚生殖腺組織切片。圖片來源 : 陳倢蓁)。
當某一物種的軟珊瑚,每個群體內僅孕育單一性別的配子時,我們稱其性別特徵為雌雄異體(gonochoric),而群體間因而有雄性群體及雌性群體之別。而如果這個物種的單一群體內,可以同時孕育雌雄配子時,我們稱這種物種的性別特徵為雌雄同體(hermaphroditic)。
大多數的石珊瑚屬於雌雄同體,也就是在一株成熟的珊瑚體中,同時具有雄性和雌性生殖腺。雌雄同體的珊瑚多數為排放配子型(broadcast spawners)採用此種生殖型式的物種在繁殖期時會同步集體將精子和卵子排至水體中(圖4),讓配子在海水中隨機接觸,經由體外受精形成受精卵。受精卵在海水中飄流一段時間發育成實囊幼蟲,實囊幼蟲可以在海中吸收游離的共生藻,然後附著在固定的物體上生長發育成珊瑚蟲幼體,珊瑚蟲再累積成群體(圖4. 請參考 NOAA-National Marine Santuaries-Mass Coral spawning 雌雄同體的繩紋珊瑚科的Orbicella faveolata同時排放精卵。攝影 : G.P. Schmahl/NOAA )。
某些石珊瑚及多數軟珊瑚屬於雌雄異體,雄性和雌性生殖現分別出現在不同的珊瑚體上,各別雄性或雌性生殖群體中的珊瑚蟲體內會有精巢或卵巢,當雄性生殖群體排出成熟的精子,流入雌性生殖群體內,利用體內受精的方式與卵子結合形成受精卵如繩紋珊瑚科的 Montastraea cavernosa的雌性生殖群體會待雄性生殖群體釋出精子與其卵子受精後才釋出受精卵,來提高受精成功率(圖5)。受精卵發育成實囊幼蟲後,會從母體的腸腔排放出來,隨波逐流,待找到適合的固著地點著床,發育成新個體,此類體內受精的有性生殖亦稱為孵育型(brooders)有性生殖。孵育型還可分體表孵育型:體表孵育型的物種可能為體外或體內受精。卵完成受精後,受精卵會停留在群體表面發育成幼生後,脫離親體表面。為了將受精卵固定於群體表面,以發展出一些特化構造,例如:親體利用黏液將受精卵黏附在群體表面,如柳珊瑚。以及體內孵育型:卵在珊瑚蟲體內受精後,受精卵會在珊瑚蟲的腸腔內或者是特化的構造-「孵育室」-內發育成成熟幼生後,才會被親體釋放出(圖5.請參考NOAA-National Marine Santuaries-Mass Coral spawning 雌雄異體的繩紋珊瑚科Montastraea cavernosa雄性生殖群體釋出精子攝影 : G.P. Schmahl/NOAA)。
珊瑚精子和卵子能否在海中順利結合,發育成幼體並著床成功發展成群體,還受到許多外在因素的影響,例如 : 魚類、水母等天敵的捕食、人類的活動干擾等原因。一般情況下排放配子型的物種幼生會具有較長的浮游期,也因此有利其族群會較散播到遠處。而孵育型的幼生浮游期則極短,行動能力弱,通常僅會在底質上爬行,且在釋放8-48小時之間即會附著便開始變態。珊瑚物種為了提高配子/受精卵的活存率,會採用不同的策略以提高成功率。配子排放型的種類多會採用「集體排放配子」的策略,在某固定時刻(通常為春天月圓的晚上或凌晨),數種不同物種的軟珊瑚會同時排放出其配子,利用數量的優勢,降低每個配子被掠食者吃掉的機會。孵育型的種類則採取較為不同的策略,排放期較分散且間隔較長,孵育型的種類排出的已不是配子,而是完整發育的幼生,同一個母體可能每個月都可以排放幼生,但是多數物種還是會特別集中在某幾個月排放其幼生,時間長短視不同物種而定。
♦無性生殖 :
無性生殖則是經由出芽(budding)、分裂(fission)、斷裂(fragmentation)或珊瑚蟲脫離(poly bail-out)的方式來產生新的珊瑚體。
出芽生殖就是在原有的珊瑚體上長出新的芽體,芽體再脫離母體散播出去(圖6);
分裂是指一隻珊瑚蟲分裂為兩隻,增加珊瑚蟲的數量(圖7),這種方式可是珊瑚蟲成等比級數的方式增加,短距離快速擴增群體數量;
(圖7.小枝軟珊瑚Cladiella經由分裂增加鄰近四周的群體數目)
斷裂生殖是指原有的珊瑚群體,經由外力或是自發性的斷裂。自發性的斷裂,例如細細長長的白鞭珊瑚,是由珊瑚自行將骨骼分解,形成斷裂口,然後配合外力的作用而脫落,斷裂後的片段會固著於底質,繼續生長而形成新的珊瑚體;外力造成的斷裂,例如颱風形成的巨浪會打斷軸孔珊瑚的分支,海浪將軸孔珊瑚分支搬運到其它地方,如果剛好搬到適合生存的地方,這些分支就可以固著下來,重新生長,促成珊瑚的散布,和植物扦插繁殖相似。
珊瑚蟲脫離是一種獨特的無性生殖方式,只發生在少數的珊瑚,例如尖枝列孔珊瑚和柱珊瑚,當處在惡劣環境一段時間後,珊瑚蟲就會脫離骨骼,游離漂浮在水中,尋找新的地方生存,這種方式是珊瑚躲避惡劣環境的方式。
無性生殖促成族群快速擴張的效率很高,有性生殖則有促成族群長距離散播和基因歧異度的主要機制。
大多數生物都會隨年齡增長而逐漸老化並走向生命的終點,但是,珊瑚這種生物卻少有老死的現象,只要環境條件適合生存,珊瑚幾乎可以無限制的生長,形成像座小山丘的大群體,年齡甚至可以達千年以上,所以珊瑚也常被稱為不朽的生物,因此珊瑚群體的死亡,通常是由於環境壓力或其他生物的破化所致。
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