偏远的太平洋珊瑚礁至少表现出一定的应对海洋变暖的能力研究

前所未有的海洋温度正在引发世界各地大规模的珊瑚白化事件。今年，位于佛罗里达州的世界第三大堡礁已经受到严重打击。

我和我的同事的新研究带来了一线希望：我们在太平洋研究的珊瑚礁似乎增强了对海洋高温的抵抗力。但只有全球采取强有力的行动减少碳排放，这才能改善它们的长期未来。

我们知道，珊瑚需要承受不断上升的海洋温度才能在气候变化下生存。我们知道造礁珊瑚对温度的微小升高都非常敏感。我们还不知道它们的“耐热性”——本质上是它们应对高温的能力——能否跟上海洋变暖的步伐。

在正常情况下，珊瑚与其组织内的微小藻类共生。这些藻类赋予珊瑚美丽的颜色，并通过光合作用为它们提供食物，就像植物一样(珊瑚也是动物，别忘了)。

然而，当天气太热时，这种关系就会破裂：微藻被驱逐，使珊瑚变成纯白色或漂白，这通常会导致死亡。极端温度甚至可​​以直接杀死珊瑚，从而绕过逐渐白化的过程。

2016年马尔代夫发生大规模白化，导致许多珊瑚死亡。图片来源：StephenBergacker，作者提供

在我们发表在《自然通讯》上的关于帕劳珊瑚礁的新研究中，帕劳是一个由300多个小岛屿组成的国家，位于西太平洋，我们发现珊瑚对温暖条件的耐受性在过去三十年中可能有所增加。

测试耐热性

帕劳在1998年、2010年和2017年经历了强烈的海洋热浪，但有趣的是，每次连续的事件都导致珊瑚白化减少。澳大利亚大堡礁、东南亚和法属波利尼西亚也有记录到这种现象。

这是珊瑚群落正在适应更高温度的证据吗?我们着手测试帕劳珊瑚礁的耐热性是否可能有所提高，如果是的话，速度有多快。

我们的国际研究团队利用35年的海面温度数据和历史上的白化观测结果，设计了一项模拟研究。我们发现帕劳珊瑚群落的耐热性可能以每十年0.1°C的速度增加。这略低于全球气温上升幅度(约0.18°C/十年)，但确实表明这些珊瑚礁具有天生的气候适应能力。

珊瑚礁如何适应温暖的海洋

需要做更多的工作来确定究竟发生了什么，但有多种机制可以解释这一点。

一是物种更替。有数百种不同的珊瑚物种，每种都有独特的进化历史和生活策略。有些，如分枝鹿角珊瑚，生长速度快，但对温度敏感，而另一些，如大型滨珊瑚，生长缓慢，但更能承受压力。

严重的热浪会消灭敏感物种，使珊瑚礁以较坚韧的物种为主，这可能会损害重要的生态功能，例如珊瑚礁生长和海鲜物种的栖息地供应。

第二个机制是遗传适应。耐热性是一个复杂的特征，可能受到数千个基因的影响，但大多数珊瑚只具有其中的一些。遵循达尔文的适者生存理论，自然选择可以选择气候变化下的胜利者。经过多代和多轮选择，耐热基因会变得更加普遍，从而提高物种种群的耐热性。

最终的解释涉及个人的适应。即使在单个珊瑚的一生中，其承受热应激事件的能力也会发生变化。俗话说，“杀不死你的会让你变得更强大”，因此，暴露在低水平的热应力下可以提高在高水平热应力下的生存机会。

更复杂的是，所有这些过程——物种更替、遗传适应和环境适应——也可能发生在每个珊瑚内的微藻群落中。像我这样的科学家需要理清导致帕劳和其他地方耐热性发生潜在变化的机制。

未来该何去何从?

珊瑚的耐热性在未来还能继续增强吗?如果是这样，那么它的速度是否足以跟上海洋变暖的速度?我们的研究利用17个全球气候模型的高分辨率未来温度预测来解决这些问题。

我们的分析重申了科学共识，即珊瑚礁的未来最终取决于快速减少碳排放。然而，如果珊瑚的耐热性能够继续提高，那么一些珊瑚礁的白化就可以避免，或者至少可以推迟。

我们的研究和其他研究已经确定珊瑚礁具有一定程度的先天气候适应能力。这可能会为我们赢得一些时间，但确保珊瑚礁的未来仍然取决于快速的气候行动。随着海洋变得越来越热，能够逃脱白化条件的珊瑚礁越来越少。

有一些有前途的保护措施、恢复工作和更多的实验干预措施，例如选择性育种以提高耐热性。所有这些都可能有助于珊瑚在未来持续存在，但减少碳排放最终是唯一可靠的选择。

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