这一发现有助于珊瑚礁管理者开发新的防御海洋变暖的措施0 b9 E2 j) |3 U/ M+ P- |, d
马萨诸塞州伍兹霍尔——海洋变暖导致海洋热浪的频率和严重程度增加，对珊瑚礁造成了难以形容的破坏。热带珊瑚与微小的单细胞藻类共生，对高温很敏感，当海洋变得太热时，它们会表现出一种叫做漂白的应激反应。在过去40年中，海洋热浪造成了广泛的漂白，并导致数百万珊瑚死亡。正因为如此，全球正在寻找能够抵御热应激、能够在未来变暖中生存的珊瑚礁，并作为耐热珊瑚幼虫的来源，以自然和通过修复来补充受影响区域。
/ Q/ Y5 j8 x1 c* x; X现在，科学家研究了热带太平洋西部群岛帕劳的珊瑚礁，发现了一种常见珊瑚物种的基因亚群，它们对与海洋热浪相关的极端高温表现出非凡的耐受能力。此外，科学家们还发现了证据表明，这些珊瑚的幼虫正在从帕劳泻湖深处的出生地前往外礁，在那里它们生存和生长，并保持其耐热性。0 o% m$ G/ O) T- G$ a& m6 r: L7 o$ p
了解促进这些珊瑚耐热性的潜在机制及其幼虫的扩散能力，将有助于在21世纪加强珊瑚礁的保护和恢复工作标准据领导这项研究的伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科学家称，这是一个世纪的海洋。
& C* c3 `. ]7 U c. a8 v在帕劳的主要潟湖，一个非常古老的、化石化的珊瑚礁网络已经隆起，形成了一系列被称为岩石群岛的山脉。这些地层减缓了海水在其内部和周围的流动，形成了局部环境，其中的水温始终高于帕劳珊瑚礁的其他区域。1 f' ^+ T7 W: M+ J3 R
科学家对拱石珊瑚物种进行了取样微孔珊瑚（叶珊瑚）横跨帕劳，包括岩石群岛。他们进行了骨骼活检，并检查了岩芯的应力带，这是珊瑚在高温下的一种应激反应，即白化的迹象。他们发现，在1998年强烈的热浪中，来自岩石群岛的珊瑚比来自珊瑚礁其他地区的珊瑚褪色得少，这表明其耐热性增强。
' T& q' {) |4 v. O& @9 i* P科学家们随后对珊瑚的遗传学进行了研究，发现了同一物种中四种不同的谱系。在较温暖的岩石群岛，某些谱系（称为“LB”和“RD”谱系）更为常见。科学家们能够将每一种珊瑚的遗传学与其自身的漂白历史相匹配，并发现1998年“LB”和“RD”谱系中漂白的个体较少，这表明其耐热性增强。! C C; \3 X9 ?- S
& l* y! C$ o( r/ E2 R Porites cf.lobata是热带印度太平洋地区一种重要的造礁珊瑚，为许多物种提供栖息地。（照片由Kharis Schrage拍摄，©伍兹霍尔海洋研究所）
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值得注意的是，科学家们发现LB谱系并不局限于岩石群岛。他们发现，一些LB殖民地也生活在较冷的珊瑚礁上。对这些殖民地漂白历史的检查再次显示出较少的应力带，这表明它们保持了洛克群岛亲戚的耐热特性。1 b1 ~8 J5 ]7 e- G! @' B
“这表明岩石群岛为邻近地区提供了自然耐受的幼虫，”科学家们在《帕劳最温暖的珊瑚礁孕育着在不同栖息地繁衍生息的耐热珊瑚》一文中写道通信生物学,《自然》杂志。“寻找和保护这种耐热珊瑚资源是21世纪气候变化下珊瑚礁生存的关键。”7 X3 k* H7 r) V2 ~4 B4 U, R
“随着全球海洋持续变暖，来自极端栖息地的珊瑚将处于竞争优势，并可能使原本脆弱的珊瑚礁得以生存，”作者继续说道。“确定和保护能够在未来气候条件下茁壮成长的耐环境珊瑚的自然繁殖地，对于未来几十年全球珊瑚礁生态系统的持续发展至关重要。”) [6 a P: @$ D2 I; W1 j2 z
该论文的主要作者说：“我们发现，帕劳一些温度最高的珊瑚礁的珊瑚比人们想象的要耐受得多。”汉尼·里维拉，MIT-WHOI联合项目的毕业生。里维拉作为博士和博士后研究的一部分进行了这项工作，目前是Ginko Bioworks的业务发展副总监。“此外，它们在基因上与帕劳其他地区发现的珊瑚不同，这表明在这些地区存在对更强壮珊瑚的自然选择”。
: f" w% H" }! a8 @* ^2 e& F4 O论文合著者迈克尔·福克斯他补充说，这项研究特别令人兴奋，因为它将珊瑚遗传学与保存在其骨骼中的漂白历史记录相结合，从而揭示了来自极端栖息地、耐高温的珊瑚如何分散在珊瑚礁上。福克斯说：“这一综合视角对于改善对变暖海洋中珊瑚群落的预测至关重要。”在本论文研究期间，他是世界卫生组织的博士后学者。他目前是沙特阿拉伯图瓦尔阿卜杜拉国王科技大学红海研究中心的助理研究教授。6 s* S% x4 g9 `3 a, X
帕劳的研究与超级珊瑚礁世界卫生组织与自然保护协会和斯坦福大学发起了一项倡议，以确定能够抵御海洋热浪的珊瑚群落，并与当地社区和政府合作保护它们。 X1 r- I% f* c' P* R$ a7 h( i( Z, q
论文合著者说：“这项工作是超级珊瑚礁倡议的科学基础。”安妮·科恩，WHOI的科学家和里维拉的研究顾问。“帕劳的研究表明超级珊瑚礁存在，并提供了可用于支持其保护的科学知识。”
6 _9 r* a r4 G; t6 G, Q" Q c科恩指出，不仅在帕劳，还有其他珊瑚礁，那里的珊瑚群落并没有像科学家根据热应力水平预测的那样严重白化。“当我们发现耐高温或耐漂白的珊瑚群落，并保护它们免受其他可能杀死它们的压力，如爆破、过度捕捞或沿海开发时，它们将产生数百万只幼虫，它们将在洋流上游动，离开我们在帕劳看到的它们的原产地，它们将重新繁衍被热浪摧毁的珊瑚礁。”她说。“大自然是令人惊叹的。我们在超级珊瑚礁倡议中的工作是保护这些具有热弹性的珊瑚礁，让大自然来完成剩下的工作。”- W# X" {# q# o' P/ K: A! q
里维拉补充说，她对帕劳人民对环境的巨大赞赏、尊重和管理感到敬畏。
. I' O7 l/ B0 c里维拉说：“他们一直是促进海洋保护和生态保护的先驱国家之一。很高兴知道这些特殊的珊瑚礁掌握在这么好的手中。”。“我最大的希望是，我们的研究将进一步支持帕劳人民维护健康海洋生态系统的努力。”4 y t4 c7 i% C1 g
本研究的资金由国家科学基金会、塞亚家族、亚瑟·维宁·戴维斯基金会、大西洋宪章捐赠人顾问基金会、达利奥基金会、股份有限公司、麻省理工学院海洋赠款办公室、伍兹霍尔海洋学研究所沿海海洋研究所赠款和海洋风险基金、国防科学与工程研究生奖学金计划、，马丁家庭可持续发展研究金、美国大学妇女协会论文研究金和安吉尔家庭基金会赠款。* i9 C f: T& M/ t _9 o1 A
作者：
( L1 L4 v' s, m }+ y$ O汉尼·E·里维拉1,2,3*
$ A' b; T0 N; ? d8 Z: g安妮·L·科恩2*' T$ V5 L# [3 {* m) q G6 ~
Janelle R.Thompson3, 4, 5, U- Q, i5 }* U- Q2 o
伊利安娜·鲍姆斯6.% L+ I* I' x9 k9 X" z+ ~2 ^6 x6 c
迈克尔·福克斯2, 78 k) q$ g3 N& h
Kirstin Meyer Kaiser公司2.
6 ]3 ~% g. B9 ^& k( E$ E- P/ A*通讯作者 g( |$ ^$ E( D* S6 E; `
3 x9 G; y" _+ r3 `从属关系：; w; m. Z! x9 v3 M# Z1 ?
1.MIT-WHOI海洋学/应用海洋科学联合计划；工程，剑桥和伍兹霍尔，马萨诸塞州，美国" M3 k4 f9 O9 D8 o
2.美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所! M2 k/ w0 }0 _0 b2 _
3.麻省理工学院，美国马萨诸塞州剑桥
1 f/ K- p# g; q; G1 G4.新加坡南洋理工大学亚洲环境学院
. b8 U8 |6 {/ `3 I3 e# b5.新加坡环境生命科学工程中心（SCELSE），新加坡
$ K. I. ^- Y3 E) p) i7 e2 l6.宾夕法尼亚州立大学，州立学院，宾夕法尼亚州，美国
# \% c) {; G% F- ]" n- s0 N' D, O7.沙特阿拉伯图瓦尔阿卜杜拉国王科技大学红海研究中心' ^3 i- X6 v& d! X* P. h, S' J
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关于伍兹霍尔海洋研究所; j; E1 h! c) q0 E: Z1 B
伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一家私营非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。成立于1930年，其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖的科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，跨越了知识和可能性的界限。有关更多信息，请访问www.52ocean.cn |
