东方时讯网由于珊瑚礁的健康状况在气候变化的压力下持续下降，研究人员旨在通过移植健康的珊瑚来恢复衰退的珊瑚礁。不幸的是，他们发现了不同的结果，一些移植的珊瑚枯萎死亡，而另一些则生根发芽。
直到现在，为什么一些被称为“外植体”的移植珊瑚会茁壮成长，而另一些则会挣扎或死亡，这一直是个谜。由南加州大学多恩西夫文学、艺术与科学学院的研究人员领导并发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究揭示了珊瑚移植成功的关键。
解开这个谜团对于用移植的珊瑚恢复垂死的珊瑚礁至关重要，南加州大学Dornsife的Gabilan生物科学助理教授和该研究的通讯作者CarlyKenkel说。拯救珊瑚礁仍然是全球当务之急。
根据2021年的一项研究，自1950年以来，地球已经失去了一半的珊瑚礁。这种全球性破坏具有悲惨的潜力：十亿人受益于珊瑚礁生态系统，仅美国经济每年就通过渔业和旅游业等行业从中获益34亿美元，根据国家海洋和大气管理局。
是一还是多?
Kenkel的移植研究以极度濒危的加勒比鹿角珊瑚Acroporacervicornis为中心。
在目前的研究之前，科学家们在不同的移植地点使用了不同的个体鹿角珊瑚，发现一些外植体在某些地方比其他地方表现得更好。但由于他们在不同的地点使用了不同的珊瑚，他们无法缩小成功或失败的原因：是环境、珊瑚还是两者的结合?
“我们不知道珊瑚在某些地点表现不佳是否是因为环境恶劣，因为个体珊瑚表现不佳，或者因为那些个体珊瑚恰好在特定环境中表现不佳，”肯克尔说。
为了找到答案，Kenkel和WyattMillion(以前是博士)。南加州大学多恩西夫分校Kenkel实验室的学生和该研究的第一作者减少了涉及的变量数量。他们仅使用了10个鹿角个体的克隆体，并在佛罗里达礁岛群的9个众所周知的珊瑚礁地点移植了每个个体的标本。然后他们在每个位置追踪外植体的存活、生长、形状和大小。
他们发现珊瑚和环境都很重要。没有一个克隆在所有环境中都证明是强大的;每个站点都看到了不同的克隆人加强并适应成功。
“这对于珊瑚礁修复来说是非常重要的信息，”肯克尔说。“这意味着珊瑚移植的遗传多样性对于对冲我们的赌注非常重要。”由于研究人员的目标是恢复珊瑚礁，他们将希望使用不同的个体来确保至少有一个能够适应新家。
她把这个想法比作投资：“分散你的投资组合比在一家特定的公司上下大赌注更安全，因为即使一些公司赔钱，其他公司也会赢。”
她说，最大化遗传多样性——而不是像研究人员的趋势那样寻找一种杰出的珊瑚来挽救局面——是一种更明智的方法。
“在这些珊瑚礁上，多样化的珊瑚外生植物比押注于一个‘超级珊瑚’的成功更安全。每个环境都会有赢家和输家。珊瑚礁真的是动态的;从珊瑚的角度来看，每个环境都可能完全不同，它们随着气候的持续变化，情况会更加不同。”
“塑料珊瑚”
这些发现还意味着科学家们将希望关注个体珊瑚对各种环境的适应性如何，这意味着个体可以在多大程度上改变其形状、大小和其他特征以响应珊瑚礁不断变化的环境因素。
随着气候变化的持续，这种“可塑性”可能会影响多代外植的长期成功机会。
“我们发现一些珊瑚比其他珊瑚更具可塑性，而最具可塑性的珊瑚——那些在特定地点变大有意义时能够长得最大，或者在有利时保持最小的珊瑚——实际上是那些珊瑚平均而言，存活率最高，”肯克尔说。
研究的第一作者WyattMillion——以前是博士。Kenkel实验室的学生，现在是德国吉森JustusLiebig大学的博士后警告说，珊瑚可塑性并不能从根本上替代解决气候变化问题。
“我想强调的是，适应性可塑性并不是珊瑚的灵丹妙药，如果我们希望确保珊瑚的最终持久性，它不能取代扭转气候变化影响的目标，”他说。
下一步是什么?
Kenkel的团队现在的目标是更深入地研究是什么赋予了珊瑚可塑性，以及它如何影响未来的移植工作。
“我们会问这样的问题，‘珊瑚的塑料性更强有什么缺点吗?’也许它不会在他们的一生中出现——也许它会影响他们的后代或他们生育后代的能力，”肯克尔说。
他们还将研究珊瑚的可塑性如何影响整个珊瑚礁的功能，以及在细胞和分子水平上发生了什么以使珊瑚能够生长，Million发现这一途径特别有趣。
“也许最相关的后续步骤包括确定这种可塑性的遗传基础，以及它属于动物宿主还是藻类共生体，”他说。
珊瑚体内生活着微观藻类，这种关系被称为“共生”。藻类为珊瑚提供食物和其他好处，以换取营养和安全的居住地。
了解这两种生物的遗传学将有助于科学家预测珊瑚的可塑性如何随着气候条件的变化而在几代人中进化。
除了Kenkel和Million之外，参与这项研究的研究人员还包括南加州大学多恩西夫分校的MariaRuggeri和SibelleO'Donnell;Mote海洋实验室的ErichBartels;宾夕法尼亚州立大学的TrinityConn;和埃克德学院的CoryKrediet。