《华尔街日报》:寻找能在更热海洋中存活的超级海藻之旅
Mike Cherney
塔斯马尼亚州风暴湾——在这处鲑鱼养殖场,研究人员正进行一项有望拯救整个生态系统免受海洋变暖影响的实验。科学家们在海面下的绳索上培育多种巨型海藻(野生状态下可长至175英尺高),以追踪哪些种类能在更炎热环境中茁壮成长。
科学家表示,水温上升、更频繁的海洋热浪及入侵海胆已摧毁塔斯马尼亚约95%的巨型海藻林。这座位于澳大利亚大陆南部的岛屿是海洋变暖的全球热点区域,其东部海域温度上升速度超过全球平均水平,这种变化已对这个以渔业为支柱产业的地区部分海洋物种造成毁灭性影响。
如今,来自环保组织、慈善机构和企业(包括Alphabet旗下谷歌)的资金支持正在增加,以拯救塔斯马尼亚巨型海藻。这种能在近水面形成树冠状结构的海藻为许多商业捕捞物种提供重要栖息地,并能像陆地森林一样固存碳元素。巨型海藻作为海藻种类遍布全球,包括加利福尼亚州沿海——那里类似的巨藻品种同样在以惊人速度消失。
该行动是全球提升海洋生态系统气候变化适应力竞赛的一部分。科学家指出,气候变化可能导致水温升高、海洋酸化和含氧量下降。有研究人员警告,若不采取行动,多数珊瑚礁或将消失。藻华现象(阻挡阳光透入海洋深处)可能更频繁剧烈地发生。鱼类可能改变栖息范围,或将导致包括美国东岸在内的部分商业渔场减产。包括美国东海岸。
伊娃·斯米德所在的团队正在研究塔斯马尼亚海岸巨藻受高温影响的情况。图片来源:迈克·切尼/华尔街日报就在本周,澳大利亚科学家报告大堡礁部分区域出现严重珊瑚白化现象,称水温远高于夏季平均水平。
“最终可能会发现我们无能为力,”塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所教授克雷格·约翰逊表示,他负责监督部分关于巨藻的研究。“但这是一个非常重要的物种,值得一试,”他这样评价巨藻。
在塔斯马尼亚,科学家们正在进行实验以识别耐高温巨藻,计划利用人工智能和基因分析来更好地理解为何某些种类表现优于其他种类,随后还需找到一种成本可控的野外种植方案。最终,他们可能利用基因信息培育出更具耐热性的巨藻。
但成功远非必然。鉴于巨藻可生长的巨大体型,实验室测试操作颇具挑战。控制入侵性长棘海胆的努力(包括政府鼓励渔民捕捞的补贴政策)可能失败。海洋热浪可能加剧到任何巨藻都无法适应的程度。
科学家们仍不确定遗传因素在多大程度上使巨藻能在较暖水域生存,也不确定环境因素(如营养物质和光照条件)是否更为关键。为查明真相,包括澳大利亚国家科学机构CSIRO在内的研究人员计划使用谷歌的两款AI工具,帮助识别导致耐热性的基因模式。此外,还将通过谷歌AI分析多年的卫星图像,更精确地定位澳大利亚境内仍存活的巨藻分布区域。
“澳大利亚人正在做的事情非常棒,而且十分必要,”南加州大学生物科学教授谢尔盖·努日丁表示。他所在的团队近期完成了美国巨型海藻基因组测序。“这是一个坚实的科学项目,有望推动我们理解自然与培育在决定海藻耐热性方面的作用。”
塔斯马尼亚周边的科学家们花费数年时间收集巨型海藻的繁殖叶,这些叶片会产生微小孢子,最终发育成巨型植株。实验室测试发现某些个体在所谓微观阶段更适应温暖环境,但尚不清楚这种特性是否能延续到成熟阶段。
本月早些时候,约翰逊与三位同事乘小船前往鲑鱼养殖场检查实验。新一轮严重海洋热浪来袭后,他们不确定六周前移植的海藻是否存活。但经过45分钟水肺潜水后,研究人员兴奋地发现了正在生长的小型海藻。类似试验正在其他地点开展,包括使用改造后的水产养殖环和水下绳索阵列的试验场。
“你投入大量时间精力培育照料它们,之后就只能听天由命了,”同船的塔斯马尼亚大学研究助理伊娃·斯米德说,“如果它们全部死亡就太遗憾了。”
许多当地居民对巨型海藻的消失表示担忧。在塔斯马尼亚东南海岸的福蒂斯丘湾,57岁渔民安东尼·克莱回忆过去常在藻林边缘布网,因为那里鱼群密集。但最近某天他在海湾潜水捕捞海胆三小时后,竟未发现一株海藻。
“那就像水面上铺了一张垫子,”凯尔回忆道,描述着曾经生长在海湾中的巨型海藻规模,“你几乎可以在上面行走。”
35岁的蒂姆·坎宁安在附近长大时,常帮父亲的渔船干活,过去对巨型海藻林习以为常。如今,他特意会去探访仅存的几片野生海藻区,只为查看其状况。
“在我看来,海藻与珊瑚礁同等重要,”他说,“想象一下,如果在我有生之年,整个大堡礁消失了。想想那会引起多大的轰动。”
塔斯马尼亚渔民安东尼·凯尔记得,那时该地区的巨型海藻林茂密得就像水面上铺了一层垫子。摄影:迈克·切尼/华尔街日报
塔斯马尼亚戴维港巨型海藻林的鸟瞰图。摄影:斯特凡·安德鲁斯/大南方礁基金会即便能鉴定出耐热巨型海藻,种植又是另一项挑战。首先,科学家将含有海藻微观阶段的混合物喷洒在缠绕线轴上的细绳上。几周后,实验室中的细绳上开始长出微小植株。最后,潜水员将细绳缠绕在巨石和礁石上。
一些研究者正在探索更经济的方法。其中“绿砾石”方案是将幼年海藻播种在鹅卵石上,从船上抛入水中。但鹅卵石可能被汹涌的海浪冲走。另一设想是:在水产养殖环中培育繁殖用海藻,再将环拖至礁石区,使孢子如雨般从上方洒落。
科学家和当地居民已成功利用残余巨藻后代,在福蒂斯丘湾一小片区域重新种植了巨型海藻。巨型海藻在温暖夏季会自然枯萎,冬季重新生长,但塔斯马尼亚大学海洋研究所副教授斯科特·林最近考察时发现一株约40英尺高的海藻,这令他备受鼓舞。“它已经长出了新芽,“他在该海域潜水并拍摄水下照片后不久表示。
林正与澳大利亚自然保护协会等环保组织合作开展项目,通过在更多地点种植海藻来研究哪些区域适合生态修复。在福蒂斯丘湾经营潜水店并参与修复工作的米克·巴伦表示,每周仍会接到六七个想体验巨藻森林潜水的咨询电话——人们并不知道这些海藻已基本消失。
“经过这里时你会意识到,环境发生了多么可怕的剧变,“他驾驶潜水船穿梭在曾经遍布巨藻的海湾时说,“这种变化绝非好事,整个生态系统正严重失衡。”
海洋变暖与入侵物种已摧毁塔斯马尼亚约95%的巨型海藻森林。图片来源:斯特凡·安德鲁斯/大南部礁基金会写信给迈克·切尼,邮箱:[email protected]