在7月31日发表在《PLOSONE》杂志上的一项研究中，加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所和亚利桑那州立大学的海洋生物学家首次洞察到了珊瑚“白化”对压力的反应，利用成像技术精确定位了毛伊岛附近多次白化事件后的珊瑚存活率。

由斯克里普斯海洋学史密斯实验室领导的一组研究人员利用毛伊岛的珊瑚礁3D模型的时间序列，追踪了2014年至2021年期间1,832个珊瑚群落的白化反应。这七年的数据集逐年提供了珊瑚礁的详细图像，使团队能够通过2015年和2019年发生的连续白化事件识别珊瑚生长和存活的模式。

研究人员旨在区分两个不同的过程：自然选择(一个珊瑚群中只有最耐寒的珊瑚才能生存)和适应(随着时间的推移，单个珊瑚在暴露于热应力后会变得更具耐热性)。

虽然在研究期间一些珊瑚白化并死亡，但在两次白化事件中幸存下来的珊瑚显示出令人鼓舞的恢复迹象。在这些幸存者中，研究人员发现几乎没有证据表明白化会随着时间的推移影响珊瑚的生长。这一意外发现有可能为珊瑚礁保护和修复方法提供参考。

“这是首次使用此类时间序列来观察多次珊瑚白化事件以及适应和选择过程如何进行的研究之一，”主要作者奥里恩·麦卡锡(OrionMcCarthy)说道，他是斯克里普斯海洋学专业的应届毕业生，并以博士生身份进行了这项研究。

“我们发现较老的珊瑚更有可能在多次白化事件中幸存下来，可以成为珊瑚修复的良好外植体来源。”

由于气候变化导致海洋变暖，珊瑚礁面临白化现象的威胁。这些长期变暖现象给珊瑚带来压力，并可能最终导致其死亡，但有些珊瑚却幸存了下来。全球各地的研究人员正在努力了解某些珊瑚比其他珊瑚更具弹性的原因，以便为珊瑚修复项目提供参考。

在长期的海洋变暖事件中，受到压力的珊瑚会排出其组织内的有益藻类。这会导致珊瑚变白并“褪色”。

白化不会导致珊瑚立即死亡，但会使它们失去主要食物来源。如果水温持续升高太久，白化会导致珊瑚大面积死亡。然而，低强度到中等强度的白化事件最有可能留下一些幸存的珊瑚群落。这些幸存者重塑了珊瑚礁的构成及其对未来白化事件的反应。

本研究中测量的两次白化事件均为中等强度，海面温度持续上升超过1摄氏度(1.8华氏度)，持续期长达数月。

尽管2015年和2019年珊瑚面临着类似的高温压力，但它们的反应却不尽相同。有些珊瑚在第一次白化后就白化并死亡，有些在两次白化中都没有白化，有些珊瑚两次白化后仍然存活下来，有些第一次白化后第二次没有白化。此外，坚强的幸存者往往位于更敏感的死亡珊瑚旁边，尽管两者都是同一物种，经历着相同的环境条件。

几种珊瑚显示出适应白化的迹象，尤其是滨珊瑚。杯形珊瑚种群的情况最糟，存活率最低。

“根据我们的观察，我们建议夏威夷的修复人员应该重点关注具有良好生长和存活记录的滨珊瑚和蔷薇珊瑚群落，”麦卡锡说道，他目前担任可持续冲浪组织的科学负责人，该组织是一个支持珊瑚礁和其他海洋生态系统修复项目的非营利组织。

研究人员认为，创新的3D技术使他们能够检测到适应和选择的迹象，而使用传统的水下调查很难跟踪和量化这些迹象。该时间序列于2014年由斯克里普斯海洋生物学家JenniferSmith(该研究的合著者)和她以前的博士生EmilyKelly(目前在世界经济论坛工作)启动。

过去十年来，史密斯和她实验室的其他成员(包括麦卡锡)一直使用大面积成像或摄影测量技术在毛伊岛附近的固定地点拍摄珊瑚礁的3D快照。

潜水科学家使用专门的水下相机捕捉数千张重叠的珊瑚礁图像，年复一年地重复这一过程。在实验室中，这些图像使用先进的软件进行处理，该软件将数千张2D图片无缝拼接成水下景观的详细3D模型。

他们在毛伊岛的工作是更广泛的珊瑚礁监测计划“百岛挑战”的一部分，该计划旨在利用大面积图像描述珊瑚礁随时间变化的全球模式。

斯克里普斯海洋学研究所海洋生物学教授史密斯说：“这种方法彻底改变了我们研究精细尺度上珊瑚礁群落长期变化的能力。”

“我们可以在三维空间中观察这些系统的变化;我们可以观察珊瑚的生长和萎缩，并直观地看到它们如何应对全球压力。我们可以利用从这种方法中获得的知识进行教育和推广，我们的研究结果可以帮助指导管理和保护行动。”

麦卡锡将追踪珊瑚在多次白化事件中的命运的过程比作研究人类在多次类似流行病事件后的健康状况。通过跟踪个体在单一事件(例如COVID-19流行病)中的反应，研究人员可以推断某些特征或品质是否与更好或更坏的健康结果相关。

如果不久后又发生了第二次大流行事件，研究人员就可以查看这些数据，以更好地了解谁在第一次大流行中幸存下来，以及这些幸存者在第二次大流行中的情况如何。同样的逻辑也适用于珊瑚和白化事件。

作者指出，应对气候变化(海洋变暖的主要驱动因素)的努力对于确保珊瑚礁得到更好的保护至关重要。严重的白化事件可能会导致大面积珊瑚死亡，这凸显了通过全球行动应对气候变化来防止此类可怕后果的紧迫性。

麦卡锡说：“珊瑚礁是动态的，白化并不一定会杀死所有的珊瑚——至少在短期内不会——所以我们仍然有理由对这些珊瑚礁抱有希望，并且需要积极的保护。”

“3D建模这样的工具让我们能够更具体地了解哪些珊瑚是活的，哪些不是，我们可以利用这些信息来帮助指导珊瑚修复工作。”

除了麦卡锡和史密斯之外，这项研究的共同作者还有亚利桑那大学的博士生摩根温斯顿。

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