佛羅里達珊瑚礁瀕臨消亡，科學能否拯救其免遭極端氣候變化毒手？——《華爾街日報》

邁阿密——在佛羅里達海岸外的一座屏障島上，伊恩·埃諾克斯運營着一個高科技"珊瑚健身房"，在這裏他訓練這些色彩斑斕的無脊椎動物成為生存強者。

埃諾克斯和他的團隊正在尋找足夠強壯的個體，以抵禦那種海洋熱浪——今年夏天這種熱浪幾乎摧毀了佛羅里達360英里長的珊瑚礁系統，這場生態災難同時也使該州的漁業、旅遊業和海灘處於危險之中。

訓練在邁阿密弗吉尼亞島的一個研究中心進行，16個40加侖的水族箱裏飼養着數百株珊瑚。埃諾克斯在這裏讓珊瑚暴露在間歇性温海水和高酸度環境中。機械臂向水箱注入氮和磷等化學污染物，進一步增加珊瑚的壓力。每隔幾分鐘，傳感器就會記錄實驗數據。

“如果我們每天用極高壓力水温衝擊珊瑚兩次，它們就會變得更堅韌，“美國國家海洋和大氣管理局大西洋海洋與氣象實驗室珊瑚項目負責人埃諾克斯説。

佛羅里達珊瑚在73至84華氏度（約23-29攝氏度）的水温中繁盛——因此當7月開始，90華氏度（約32攝氏度）海水淹沒南佛羅里達和佛羅里達羣島數週時，對大多數珊瑚物種而言都過於炎熱難以存活。

損失的整體規模仍在統計中，但佛羅里達魚類與野生動物研究所最新評估顯示，從邁阿密以南至幹龜島國家公園定期監測的558個珊瑚礁點中，60%出現了嚴重白化現象。

佛羅里達珊瑚礁是世界第三大堡礁，僅次於澳大利亞和伯利茲的珊瑚礁。它每年吸引數萬名遊客；是石斑魚、紅鯛魚、龍蝦和蝦等商業海產品的育苗場；並保護該州沿海地區免受風暴和洪水侵襲。

根據聯邦估計，該珊瑚礁產生85億美元的經濟價值和約6.75億美元的保護價值。對珊瑚礁的任何永久性和廣泛性破壞也可能削弱該地區的經濟。

現在熱浪已經過去，像伊諾克斯這樣的科學家正在加班加點地培育更具氣候適應性的珊瑚。他們正在製造增強劑以保持珊瑚存活，利用體外受精使幼蟲生長更快，並從加勒比海各地引進珊瑚物種與佛羅里達的珊瑚雜交。

“我們需要比以前更快、更好地朝着這個方向前進，”伊諾克斯在他的實驗室接受採訪時説。“與此同時，現在還不算太晚。我們已經看到了巨大的挫折。但我們也驚訝地發現，仍有一些區域的死亡率沒有更高。”

活珊瑚是微小的無脊椎動物，具有柔軟的管狀身體和花狀觸手，用於從水中抓取食物。單個珊瑚蟲只有半英寸或更小，但它們生活在大型羣體中，這些羣體結合起來形成廣闊的珊瑚礁。

珊瑚生存的關鍵是一種生活在珊瑚蟲中的特殊藻類。這些被稱為蟲黃藻的特化細胞幫助珊瑚蟲獲取食物並清除其廢物。蟲黃藻也是吸引潛水者和浮潛者前往近海珊瑚礁的鮮豔色彩的來源。

但當海洋温度長時間超過88華氏度（約31攝氏度）時，這種和諧關係就會崩潰。高温導致藻類產生毒素傷害珊瑚蟲，珊瑚蟲繼而驅逐藻類，卻因失去營養供給開始飢餓，同時褪色變白，這一過程稱為珊瑚白化。

待水温下降後，部分珊瑚能重新吸納有益藻類細胞，無法恢復的珊瑚則將死亡。

除伊諾克斯團隊外，來自多家機構的研究人員正藉助美國國家海洋和大氣管理局、國家科學基金會及國防高級研究計劃局（Darpa）的資金，全力拯救佛羅里達珊瑚。

這塊活體珊瑚在佛羅里達海洋熱浪期間發生白化，現正緩慢恢復。2022年，Darpa向邁阿密大學羅森斯蒂爾學院撥款近2100萬美元，用於在邁阿密近海建造330英尺長的混合礁體。這座六邊形結構建成後將培育活珊瑚，可吸收高達90%的波浪能量，保護日益受海岸洪水和風暴威脅的民用財產及軍事設施。

鹿角珊瑚和麋角珊瑚以其酷似同名動物的複雜形態與色彩著稱，這些非凡物種或許還能應對海平面上升問題——科學家警告該現象正危及佛羅里達海岸線。

根據美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的數據，在適宜條件下，鹿角珊瑚每年可生長8英寸。馬里蘭州勞雷爾市約翰霍普金斯應用物理實驗室（APL）的生物材料工程師珍妮·布思比表示，這一特性使其成為混合珊瑚礁的理想選擇。布思比目前與邁阿密研究團隊正開展合作。

混合珊瑚礁項目仍在推進中，研究人員正在攻克多個技術難題：如何成功植入珊瑚幼蟲、哪些基因品系最適應未來海洋温度變化，以及如何在非恆温實驗室環境中維持其生長。

APL的科學家們正嘗試通過阻斷海洋熱浪引發的部分化學應激信號，防止珊瑚蟲驅逐其體內的共生藻類。“我們本質上是在’欺騙’這些藻類，讓它們認為環境並未惡化到需要拋棄宿主的地步，“APL分子生物學家約翰·西特曼解釋道。

在邁阿密大學校園的培育基地，安德魯·貝克教授正通過多品種珊瑚培育篩選最具耐熱性和抗病性的品系。多年來，貝克團隊一直在近海珊瑚苗圃進行培育工作。當今年夏季海洋熱浪來襲時，志願者們緊急將珊瑚轉移至遮陽篷下的淺水培育池。

作為海洋生物生態學教授兼Darpa混合珊瑚礁項目首席研究員，貝克指出，部分獲救珊瑚呈現半褐半白的特殊狀態”，這標誌着它們已在熱浪中實現部分存活。貝克希望這些"倖存者"能培育出更適應海洋環境劇變的新一代珊瑚。

“如果我們能培育這些在水族箱中生長的珊瑚，並通過數以萬計的後代繁殖我們就能開始對這個問題產生影響，”貝克説。“我們非常擅長破壞珊瑚礁生態系統。我們只需要扭轉這一趨勢，變得非常擅長恢復它們。”

邁阿密大學羅森斯蒂爾學院的這個苗圃培育了數百株珊瑚，它們將被移植到從南佛羅里達到基韋斯特的現有近海珊瑚礁中。寫信給埃裏克·尼勒，郵箱：[email protected]

刊登於2023年11月22日的印刷版，標題為《佛羅里達珊瑚礁經過工程改造以增強氣候抵抗能力》。