气候变化的适应性：科学家发现红海北部珊瑚顺利通过热应力测试

这是因为全球变暖正在使海洋温度超过单细胞藻类（珊瑚的主要盟友）所能承受的极限。这些藻类生活在珊瑚组织内进行保护，作为交换，它们为珊瑚提供通过光合作用产生的必要营养。因为这些藻类含有各种色素，因此赋予了珊瑚礁著名的颜色，如果它们失去了，珊瑚就会变成白色，这就是所谓的珊瑚白化。但是，尽管全球变暖造成了真正的威胁，红海的珊瑚看起来仍将保持其鲜艳的色彩。

“我们已经知道，位于红海北端的亚喀巴湾的珊瑚对较高温度的抵抗力特别强。但我们想研究这种抵抗力背后的全部分子机制，”Romain Savary说，他是EPFL生物地球化学实验室（LGB）的博士后，也是该研究的主要作者，该研究于周日发表在《美国科学院院刊》上。科学家们的发现很有说服力：这些珊瑚，以及与它们共生的藻类和细菌，可以承受比它们通常经历的温度高约5℃的平均温度。尽管气候变化正在发生，但到本世纪末，红海的温度不太可能上升超过5℃。LGB的负责人Anders Meibom说：“这给我们带来了真正的希望，我们至少可以为子孙后代拯救一个主要的珊瑚礁生态系统。”

为了进行研究，科学家们将亚喀巴湾的珊瑚置于一系列的热应力之下，包括未来几十年可能出现的更高温度。目前这些水域的月平均最高温度约为27°C，因此科学家们将珊瑚样本暴露在29.5°C、32°C和34.5°C的温度下，分别维持三小时及一周。科学家们在热应力测试期间和之后都测量了珊瑚和共生藻类的基因表达，并确定了居住在珊瑚中的微生物组的组成。

Savary说：“我们发现的主要问题是，这些珊瑚目前生活的温度远远低于它们的分子机制所能承受的最高温度，这意味着它们自然地抵御了未来100年甚至200年可能发生的温度上升。我们的测量结果显示，在高达32°C的温度下，珊瑚和它们的共生生物能够在分子上恢复并适应短期和长期的热应力，而没有任何重大的后果。” 这给科学家们带来了真正的希望--尽管水温升高并不是这一特殊自然遗产所面临的唯一威胁。

这是科学家们第一次在如此广泛的范围内对珊瑚样本进行遗传分析，他们的发现揭示了这些抗热珊瑚在最基本的层面上是如何反应的--基因表达。它们也可以作为识别“超级珊瑚”的基础。根据Meibom的说法：“Romain的研究让我们深入了解了让珊瑚生存的特定遗传因素。他的研究还表明，整个遗传表达的交响乐在起作用，使珊瑚具有这种非凡的力量。”这为 "超级珊瑚 "的基因表达在热应激和恢复期间的样子设定了一个标准。但是，红海珊瑚是否有朝一日可以被用来重新填充大堡礁？"Meibom说：“珊瑚高度依赖它们周围的环境。它们只有在经过漫长的自然殖民过程后才能适应新的环境。更重要的是，大堡礁有意大利那么大--以人工方式重新填充它是不可能的。”

科学家们的工作得益于两个独特的研究仪器：红海模拟器（RSS），由以色列埃拉特的大学间海洋科学研究所开发；以及珊瑚漂白自动压力系统（CBASS），由美国的一个研究小组开发。他们的发现为一个更加雄心勃勃的项目奠定了基础，该项目将由2019年在EPFL成立的跨国红海中心（TRSC）领导。这个新项目将在今年夏天启动，并在四年内进行。“我们将在我们的合作伙伴太平洋基金会拥有的研究船Fleur de Passion号上航行整个红海--大约2000公里长，”Meibom说。“我们的目标是绘制这些水域中所有不同类型珊瑚的耐热水平和多样性。水温随着你在红海上的进一步南下而上升，北端和南端之间有5-6℃的差异。这就是为什么它是研究这些生态系统的一个完美的现实世界实验室。当你向南航行时，就好像你在向未来航行一样。”

而这种对未来的一瞥告诉我们什么呢？红海南部的一些珊瑚已经开始白化了。Savary认为只有一个解决办法。“我们必须保护这些珊瑚，使它们免受当地压力源的影响，这些压力源主要是污染和物理破坏。这样我们就可以保持‘天然超级珊瑚’的存量，以便有可能重新移居那些被气候变化引起的热浪打击得特别严重的地区。”