如今，全球的熱帶珊瑚礁正面臨著嚴重的衰退。根據預測，到2100年，全球珊瑚覆蓋率可能會下降40%。在加勒比海，鹿角珊瑚（Acropora palmata）自上世紀50年代以來減少了80%以上，這種珊瑚已經被列為瀕危物種。鹿角珊瑚曾是加勒比珊瑚礁的重要組成部分，它的復雜枝狀形態為許多海洋物種提供了棲息地和結構支撐。然而，隨著鹿角珊瑚數量的減少，珊瑚礁的生態結構也受到了很大影響，導致一些其他物種如海綿和大型藻類取而代之。

“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，為了應對珊瑚的衰退，科學家們正在通過珊瑚修復項目嘗試恢復珊瑚礁生態系統。其中，珊瑚移植是一項常見的修復方法。這項研究邁阿密大學海洋、大氣與地球科學羅斯特爾學院與美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）合作研究所的科學家團隊進行，并于2024年11月發表在**《自然·地球與環境》期刊上。研究重點是如何提高鹿角珊瑚的修復成功率**，并揭示了棲息地、珊瑚基因和微生物群落之間的復雜關系。

鹿角珊瑚是佛羅里達州和加勒比海地區的關鍵珊瑚物種，它們不僅為珊瑚礁提供了結構支撐，還為許多海洋生物提供了棲息地。遺憾的是，鹿角珊瑚的數量近年來急劇下降，尤其是由于氣候變化帶來的海洋熱浪。2023年，佛羅里達的海洋熱浪就讓珊瑚礁中的75%的恢復性鹿角珊瑚種群消失了。這一變化對整個生態系統產生了深遠影響，也意味著一些非建礁物種，如海綿和大型藻類，開始取代珊瑚。

柵列鹿角珊瑚（Acropora palifera)的標本。這是鹿角珊瑚科鹿角珊瑚屬的一種動物。由Lamarck在1816年為其命名。?Linda Wong攝于國家動物博物館 | 綠會融媒·“海洋與濕地”（CC BY-SA 4.0）圖文無關

研究地點位于美國佛羅里達州上佛羅里達群島。圖a：一張展示南佛羅里達地圖的圖，其中三個采樣的珊瑚礁（Carysfort Reef [CF]、North Dry Rocks [NDR] 和 Pickles Reef [PR]）用白色圓圈標出。地圖顯示了2003至2023年間海表溫度（SST）的變化情況。白色的水深等高線分別代表5米、30米、100米和200米等深線。圖b：一張代表性的照片，展示了單一基因型的鹿角珊瑚（Acropora palmata），該基因型的一簇珊瑚上標有編號或字母，以便在整個研究過程中識別相同的珊瑚群體。簇群旁邊的標尺為厘米單位。圖c：采樣方案示意圖。時間軸表示四個采樣時間點，采樣日期按季節分色：2月至3月以及11月為較涼爽的旱季（深藍色文字），6月至7月以及9月為較溫暖的雨季（紅色文字）。藍色矩形表示從鳥瞰視角看出的移植樣帶。圓圈代表樣帶內的單個簇群。用藍色標記的簇群代表已移植但未在本研究中分析的基因型，可能代表不同的基因型。藍色標簽代表為重復采樣而選擇的三個珊瑚片段，白色標簽則標示了簇群內未被采樣的珊瑚片段。標記中的“n =”表示僅使用經質量控制后的組織樣本進行微生物組分析。圖源：Rosales, Stephanie M., et al.

為了獲得這些結論，研究團隊在2019年對佛羅里達上部群島的三個珊瑚礁進行了詳細調查，記錄了不同基因型的珊瑚在各種環境條件下的生存情況。通過分析這些數據，科學家們揭示了環境和微生物如何影響珊瑚的恢復。

【研究方法】這項研究中，選取了佛羅里達群島三個珊瑚修復的站點，分別是Carysfort礁、North Dry Rocks礁和Pickles礁，這些地點距離較遠，能夠覆蓋不同的生態環境。該研究團隊從2018年起，選擇了四種不同的Acropora palmata珊瑚基因型進行移植，追蹤這些基因型在不同環境中的生存情況。特別的是，研究團隊為每個珊瑚碎片配備了一個獨特的標識符，并且使用了耳標（cow-tag）進行標記，確保了后期能精準跟蹤每一個珊瑚碎片。

在研究過程中，團隊不僅定期測量每個珊瑚基因型的存活率，還詳細記錄了周圍的環境數據，包括海面溫度、葉綠素濃度和水中的營養物質。為了避免潮汐波動對數據的影響，他們使用潛水計算機在固定時間內獲取深度數據，這樣做確保了數據的準確性。此外，研究還結合了衛星監測數據，進一步分析了珊瑚生長與環境條件之間的關系。

另一個亮點是這項研究特別重視微生物群落的分析。研究團隊通過從珊瑚樣本中提取DNA，并進行高通量測序，揭示了不同珊瑚基因型與微生物群落之間的聯系。這樣的分析可以幫助我們更好地理解，微生物群落如何在珊瑚健康中發揮作用，進而指導珊瑚修復的策略。通過這種跨學科的方法，研究不僅探討了珊瑚的生存問題，還解讀了關于微生物多樣性的關系。

研究團隊使用了多種統計方法，如Cox比例風險模型、主成分分析（PCA）等，對數據進行全面分析。這些方法幫助研究人員深入挖掘珊瑚存活與環境因素、微生物群落之間的復雜關系，以便能得出更加可靠的結論。

那么，如何幫助這些珊瑚重新恢復生機呢？研究人員通過這項研究發現，鹿角珊瑚的種植應該優先選擇淺水區，這些地方的水流較快、營養較少，更有利于促進珊瑚周圍微生物群落的健康發展。簡而言之，選擇正確的環境對珊瑚的生長至關重要。

除了環境的選擇，研究還指出，珊瑚棲息地的細微差異也會影響它們的生存率。比如，水流較快和水深較淺的地方，鹿角珊瑚的生存率通常更高。同時，某些特定的細菌與珊瑚的健康密切相關。研究還發現，過高的硝酸鹽、亞硝酸鹽和水溫，特別是在夏季，會對珊瑚的微生物群落產生負面影響，進而威脅珊瑚的生長。

該研究的首席作者Stephanie Rosales表示：“理解珊瑚基因和周圍環境如何共同作用，能幫助我們在全球范圍內更好地保護珊瑚。”

珊瑚礁是地球上最重要的生態系統之一，它們為大約25%的海洋物種提供棲息地，并且在保護海岸、促進漁業和推動旅游經濟方面發揮著巨大作用。但是，由于氣候變化、海洋酸化、污染等多重因素，珊瑚礁正面臨著嚴峻的威脅。恢復鹿角珊瑚等物種，有助于緩解這些壓力，保護這些珍貴的生態系統。

圖源：Rosales, Stephanie M., et al.

Rosales還指出：“地方政府、環保組織和沿海管理者可以根據這項研究的成果，決定在恢復項目中應該關注哪些區域，并采取更有針對性的保護措施。”她補充道，盡管這項研究是在佛羅里達群島****沒有發生大規模白化的年份進行的，但如何在極端溫度壓力下，細菌與環境因素（如水流和水深）之間的相互作用對珊瑚的生存產生影響，仍是未來研究的一個重要課題。


在美國的佛羅里達群島國家海洋保護區，一株已白化的珊瑚礁上的大旋鰓蟲（Spirobranchus giganteus）。攝于佛羅里達礁島群基拉戈礁的法國礁。攝影：Matt Kieffer（2014）（CC BY-SA 2.0）（注：1.本文僅代表資訊或者作者個人觀點。不代表平臺觀點。歡迎留言、討論。2.通常物種的拉丁學名一般以斜體顯示；但是因本平臺的文章被拷貝到外部平臺時經常出現斜體內容自動丟失的情況，故而未作斜體設置。特此說明。）

資訊源 | ScienceDaily,
communications earth & environment
文 | 王海詩（Amphitrite Wong）編輯 | Linda
排版 | 綠葉參考資料略

來源: 海洋與濕地