佛罗里达珊瑚礁濒临消亡，科学能否拯救其免遭极端气候变化毒手？——《华尔街日报》

迈阿密——在佛罗里达海岸外的一座屏障岛上，伊恩·埃诺克斯运营着一个高科技"珊瑚健身房"，在这里他训练这些色彩斑斓的无脊椎动物成为生存强者。

埃诺克斯和他的团队正在寻找足够强壮的个体，以抵御那种海洋热浪——今年夏天这种热浪几乎摧毁了佛罗里达360英里长的珊瑚礁系统，这场生态灾难同时也使该州的渔业、旅游业和海滩处于危险之中。

训练在迈阿密弗吉尼亚岛的一个研究中心进行，16个40加仑的水族箱里饲养着数百株珊瑚。埃诺克斯在这里让珊瑚暴露在间歇性温海水和高酸度环境中。机械臂向水箱注入氮和磷等化学污染物，进一步增加珊瑚的压力。每隔几分钟，传感器就会记录实验数据。

“如果我们每天用极高压力水温冲击珊瑚两次，它们就会变得更坚韧，“美国国家海洋和大气管理局大西洋海洋与气象实验室珊瑚项目负责人埃诺克斯说。

佛罗里达珊瑚在73至84华氏度（约23-29摄氏度）的水温中繁盛——因此当7月开始，90华氏度（约32摄氏度）海水淹没南佛罗里达和佛罗里达群岛数周时，对大多数珊瑚物种而言都过于炎热难以存活。

损失的整体规模仍在统计中，但佛罗里达鱼类与野生动物研究所最新评估显示，从迈阿密以南至干龟岛国家公园定期监测的558个珊瑚礁点中，60%出现了严重白化现象。

佛罗里达珊瑚礁是世界第三大堡礁，仅次于澳大利亚和伯利兹的珊瑚礁。它每年吸引数万名游客；是石斑鱼、红鲷鱼、龙虾和虾等商业海产品的育苗场；并保护该州沿海地区免受风暴和洪水侵袭。

根据联邦估计，该珊瑚礁产生85亿美元的经济价值和约6.75亿美元的保护价值。对珊瑚礁的任何永久性和广泛性破坏也可能削弱该地区的经济。

现在热浪已经过去，像伊诺克斯这样的科学家正在加班加点地培育更具气候适应性的珊瑚。他们正在制造增强剂以保持珊瑚存活，利用体外受精使幼虫生长更快，并从加勒比海各地引进珊瑚物种与佛罗里达的珊瑚杂交。

“我们需要比以前更快、更好地朝着这个方向前进，”伊诺克斯在他的实验室接受采访时说。“与此同时，现在还不算太晚。我们已经看到了巨大的挫折。但我们也惊讶地发现，仍有一些区域的死亡率没有更高。”

活珊瑚是微小的无脊椎动物，具有柔软的管状身体和花状触手，用于从水中抓取食物。单个珊瑚虫只有半英寸或更小，但它们生活在大型群体中，这些群体结合起来形成广阔的珊瑚礁。

珊瑚生存的关键是一种生活在珊瑚虫中的特殊藻类。这些被称为虫黄藻的特化细胞帮助珊瑚虫获取食物并清除其废物。虫黄藻也是吸引潜水者和浮潜者前往近海珊瑚礁的鲜艳色彩的来源。

但当海洋温度长时间超过88华氏度（约31摄氏度）时，这种和谐关系就会崩溃。高温导致藻类产生毒素伤害珊瑚虫，珊瑚虫继而驱逐藻类，却因失去营养供给开始饥饿，同时褪色变白，这一过程称为珊瑚白化。

待水温下降后，部分珊瑚能重新吸纳有益藻类细胞，无法恢复的珊瑚则将死亡。

除伊诺克斯团队外，来自多家机构的研究人员正借助美国国家海洋和大气管理局、国家科学基金会及国防高级研究计划局（Darpa）的资金，全力拯救佛罗里达珊瑚。

这块活体珊瑚在佛罗里达海洋热浪期间发生白化，现正缓慢恢复。2022年，Darpa向迈阿密大学罗森斯蒂尔学院拨款近2100万美元，用于在迈阿密近海建造330英尺长的混合礁体。这座六边形结构建成后将培育活珊瑚，可吸收高达90%的波浪能量，保护日益受海岸洪水和风暴威胁的民用财产及军事设施。

鹿角珊瑚和麋角珊瑚以其酷似同名动物的复杂形态与色彩著称，这些非凡物种或许还能应对海平面上升问题——科学家警告该现象正危及佛罗里达海岸线。

根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的数据，在适宜条件下，鹿角珊瑚每年可生长8英寸。马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的生物材料工程师珍妮·布思比表示，这一特性使其成为混合珊瑚礁的理想选择。布思比目前与迈阿密研究团队正开展合作。

混合珊瑚礁项目仍在推进中，研究人员正在攻克多个技术难题：如何成功植入珊瑚幼虫、哪些基因品系最适应未来海洋温度变化，以及如何在非恒温实验室环境中维持其生长。

APL的科学家们正尝试通过阻断海洋热浪引发的部分化学应激信号，防止珊瑚虫驱逐其体内的共生藻类。“我们本质上是在’欺骗’这些藻类，让它们认为环境并未恶化到需要抛弃宿主的地步，“APL分子生物学家约翰·西特曼解释道。

在迈阿密大学校园的培育基地，安德鲁·贝克教授正通过多品种珊瑚培育筛选最具耐热性和抗病性的品系。多年来，贝克团队一直在近海珊瑚苗圃进行培育工作。当今年夏季海洋热浪来袭时，志愿者们紧急将珊瑚转移至遮阳篷下的浅水培育池。

作为海洋生物生态学教授兼Darpa混合珊瑚礁项目首席研究员，贝克指出，部分获救珊瑚呈现半褐半白的特殊状态”，这标志着它们已在热浪中实现部分存活。贝克希望这些"幸存者"能培育出更适应海洋环境剧变的新一代珊瑚。

“如果我们能培育这些在水族箱中生长的珊瑚，并通过数以万计的后代繁殖我们就能开始对这个问题产生影响，”贝克说。“我们非常擅长破坏珊瑚礁生态系统。我们只需要扭转这一趋势，变得非常擅长恢复它们。”

迈阿密大学罗森斯蒂尔学院的这个苗圃培育了数百株珊瑚，它们将被移植到从南佛罗里达到基韦斯特的现有近海珊瑚礁中。写信给埃里克·尼勒，邮箱：[email protected]

刊登于2023年11月22日的印刷版，标题为《佛罗里达珊瑚礁经过工程改造以增强气候抵抗能力》。