斯坦福科学家发现可逆转珊瑚白化的方法

几十年来，珊瑚礁一直因气温上升、污染和人类活动而面临威胁。尽管珊瑚礁修复已被证明是一项挑战，但Doerr可持续发展学院海洋系的科学家们最近发现了一种可能实现珊瑚恢复的方法。

由三年级博士生Danny Collins领导的团队发现，白化的珊瑚在与健康的同类珊瑚配对后能够完全恢复。该团队在《Science Advances》上发表了最新研究成果。

白化的珊瑚会变成纸白色，原因是其组织内共生的藻类被排出。这一发现是科学家首次观察到白化珊瑚通过与健康克隆体的组织接触而完全恢复。有记录以来最快的完全恢复仅用了七周，这为珊瑚修复开辟了新的可能性。

“我从小就一直热爱海洋，”Collins在接受《The Daily》采访时说。他说自己对海洋生物的热爱始于新英格兰水族馆，那里一座四层高的珊瑚礁将年幼的Collins带入了另一个世界。“珊瑚礁是地球上最重要、最多样化的生态系统之一，”他说。

海洋温度上升导致珊瑚排出生活在它们组织内的有益藻类。这种应激反应被称为白化，具有致命性，威胁着全球海洋健康。珊瑚礁养育着已知海洋物种的三分之一，并保护海岸线和社区免受风暴和洪水的侵袭。

“珊瑚白化是我们星球面临的最大生态灾难之一，”Collins说。“目前有很出色的研究试图预防白化，因为白化珊瑚通常被视为无可挽救。”他的研究则聚焦于已经受到白化事件影响的珊瑚。

Collins的导师、海洋解决方案中心联合主任Fiorenza Micheli回忆起Collins是如何构建他的研究方法的。“[他当时在研究]珊瑚如何通过接触携带细菌的塑料污染而患病。病原体随后附着在珊瑚上并传播疾病，”她说。

在思考疾病感染的机制——珊瑚与塑料污染之间的直接接触——时，Collins想到：“我们能否利用[有益藻类]来恢复白化珊瑚？”

当Collins提出这些问题时，海洋与生物学教授、Hopkins海洋站前主任Stephen Palumbi正在培育白化珊瑚以研究白化机制。正是在Palumbi的研究过程中，两块珊瑚——一个健康克隆体和一个白化克隆体——翻倒了，从而引发了物理接触。

“我能看到恢复从它们接触的地方开始。Collins觉得这非常非常酷，”Collins说。他称这一意外为幸运的观察。“一切就是从那里开始的，”Palumbi说。

Collins使用了一台高倍显微镜，由此发现了珊瑚组织中的微观通道。它展示了藻类沿着珊瑚形成的组织桥进行转移的过程。

“它们创造了一条运输藻类和营养物质的通道，”Micheli说。Collins发现，仅需三天就足以将藻类接种到白化珊瑚上并启动恢复过程。

尽管他们的发现令海洋生物界振奋，但团队仍有许多问题需要考虑。

“当我们把健康珊瑚放在距离白化珊瑚仅几毫米的地方时，我们发现没有恢复，”Collins说。“我们还发现，这种融合和转移只发生在具有相同遗传背景的珊瑚之间。”

需要遗传克隆体配对才能实现珊瑚恢复，这限制了现有珊瑚礁从这一发现中可能获得的可扩展收益。“如果它们来自不同的基因型，”Micheli说，“珊瑚会互相攻击。”

这些局限性为未来研究开辟了新途径。“珊瑚排斥的不是藻类，而是另一块珊瑚的组织，这正是Danny现在正在研究的问题，”Micheli说。

Collins和团队旨在通过探索生物工程解决方案来克服当前的局限性。他们希望开发出一种能够在热浪过后实现大规模珊瑚礁修复的方案。

团队的发现为珊瑚健康带来了希望。“这些结果让我感到非常有希望，”Micheli说。“这提醒我们，我们对海洋生物还有太多不了解的地方。有太多东西等待发现。也许其中一些发现就是气候和生物多样性危机的解决方案，”Micheli说。

Palumbi在讨论当前气候问题以及拥有多样化海洋生物的重要性时，谈到了在未来展望中寻找意义。“一旦我们解决了气候变化，珊瑚还会存在吗？哺乳动物、鸟类、昆虫和海洋生物的多样性还会存在吗？这就是这一切的意义所在。”

“这是一个关于恢复的故事，”Collins说。“我们希望激励其他实验室探索类似的干预措施。”