《華爾街日報》:尋找能在更熱海洋中存活的超級海藻之旅
Mike Cherney
塔斯馬尼亞州風暴灣——在這處鮭魚養殖場,研究人員正進行一項有望拯救整個生態系統免受海洋變暖影響的實驗。科學家們在海面下的繩索上培育多種巨型海藻(野生狀態下可長至175英尺高),以追蹤哪些種類能在更炎熱環境中茁壯成長。
科學家表示,水温上升、更頻繁的海洋熱浪及入侵海膽已摧毀塔斯馬尼亞約95%的巨型海藻林。這座位於澳大利亞大陸南部的島嶼是海洋變暖的全球熱點區域,其東部海域温度上升速度超過全球平均水平,這種變化已對這個以漁業為支柱產業的地區部分海洋物種造成毀滅性影響。
如今,來自環保組織、慈善機構和企業(包括Alphabet旗下谷歌)的資金支持正在增加,以拯救塔斯馬尼亞巨型海藻。這種能在近水面形成樹冠狀結構的海藻為許多商業捕撈物種提供重要棲息地,並能像陸地森林一樣固存碳元素。巨型海藻作為海藻種類遍佈全球,包括加利福尼亞州沿海——那裏類似的巨藻品種同樣在以驚人速度消失。
該行動是全球提升海洋生態系統氣候變化適應力競賽的一部分。科學家指出,氣候變化可能導致水温升高、海洋酸化和含氧量下降。有研究人員警告,若不採取行動,多數珊瑚礁或將消失。藻華現象(阻擋陽光透入海洋深處)可能更頻繁劇烈地發生。魚類可能改變棲息範圍,或將導致包括美國東岸在內的部分商業漁場減產。包括美國東海岸。
伊娃·斯米德所在的團隊正在研究塔斯馬尼亞海岸巨藻受高温影響的情況。圖片來源:邁克·切尼/華爾街日報就在本週,澳大利亞科學家報告大堡礁部分區域出現嚴重珊瑚白化現象,稱水温遠高於夏季平均水平。
“最終可能會發現我們無能為力,”塔斯馬尼亞大學海洋與南極研究所教授克雷格·約翰遜表示,他負責監督部分關於巨藻的研究。“但這是一個非常重要的物種,值得一試,”他這樣評價巨藻。
在塔斯馬尼亞,科學家們正在進行實驗以識別耐高温巨藻,計劃利用人工智能和基因分析來更好地理解為何某些種類表現優於其他種類,隨後還需找到一種成本可控的野外種植方案。最終,他們可能利用基因信息培育出更具耐熱性的巨藻。
但成功遠非必然。鑑於巨藻可生長的巨大體型,實驗室測試操作頗具挑戰。控制入侵性長棘海膽的努力(包括政府鼓勵漁民捕撈的補貼政策)可能失敗。海洋熱浪可能加劇到任何巨藻都無法適應的程度。
科學家們仍不確定遺傳因素在多大程度上使巨藻能在較暖水域生存,也不確定環境因素(如營養物質和光照條件)是否更為關鍵。為查明真相,包括澳大利亞國家科學機構CSIRO在內的研究人員計劃使用谷歌的兩款AI工具,幫助識別導致耐熱性的基因模式。此外,還將通過谷歌AI分析多年的衞星圖像,更精確地定位澳大利亞境內仍存活的巨藻分佈區域。
“澳大利亞人正在做的事情非常棒,而且十分必要,”南加州大學生物科學教授謝爾蓋·努日丁表示。他所在的團隊近期完成了美國巨型海藻基因組測序。“這是一個堅實的科學項目,有望推動我們理解自然與培育在決定海藻耐熱性方面的作用。”
塔斯馬尼亞周邊的科學家們花費數年時間收集巨型海藻的繁殖葉,這些葉片會產生微小孢子,最終發育成巨型植株。實驗室測試發現某些個體在所謂微觀階段更適應温暖環境,但尚不清楚這種特性是否能延續到成熟階段。
本月早些時候,約翰遜與三位同事乘小船前往鮭魚養殖場檢查實驗。新一輪嚴重海洋熱浪來襲後,他們不確定六週前移植的海藻是否存活。但經過45分鐘水肺潛水後,研究人員興奮地發現了正在生長的小型海藻。類似試驗正在其他地點開展,包括使用改造後的水產養殖環和水下繩索陣列的試驗場。
“你投入大量時間精力培育照料它們,之後就只能聽天由命了,”同船的塔斯馬尼亞大學研究助理伊娃·斯米德説,“如果它們全部死亡就太遺憾了。”
許多當地居民對巨型海藻的消失表示擔憂。在塔斯馬尼亞東南海岸的福蒂斯丘灣,57歲漁民安東尼·克萊回憶過去常在藻林邊緣佈網,因為那裏魚羣密集。但最近某天他在海灣潛水捕撈海膽三小時後,竟未發現一株海藻。
“那就像水面上鋪了一張墊子,”凱爾回憶道,描述着曾經生長在海灣中的巨型海藻規模,“你幾乎可以在上面行走。”
35歲的蒂姆·坎寧安在附近長大時,常幫父親的漁船幹活,過去對巨型海藻林習以為常。如今,他特意會去探訪僅存的幾片野生海藻區,只為查看其狀況。
“在我看來,海藻與珊瑚礁同等重要,”他説,“想象一下,如果在我有生之年,整個大堡礁消失了。想想那會引起多大的轟動。”
塔斯馬尼亞漁民安東尼·凱爾記得,那時該地區的巨型海藻林茂密得就像水面上鋪了一層墊子。攝影:邁克·切尼/華爾街日報
塔斯馬尼亞戴維港巨型海藻林的鳥瞰圖。攝影:斯特凡·安德魯斯/大南方礁基金會即便能鑑定出耐熱巨型海藻,種植又是另一項挑戰。首先,科學家將含有海藻微觀階段的混合物噴灑在纏繞線軸上的細繩上。幾周後,實驗室中的細繩上開始長出微小植株。最後,潛水員將細繩纏繞在巨石和礁石上。
一些研究者正在探索更經濟的方法。其中“綠礫石”方案是將幼年海藻播種在鵝卵石上,從船上拋入水中。但鵝卵石可能被洶湧的海浪衝走。另一設想是:在水產養殖環中培育繁殖用海藻,再將環拖至礁石區,使孢子如雨般從上方灑落。
科學家和當地居民已成功利用殘餘巨藻後代,在福蒂斯丘灣一小片區域重新種植了巨型海藻。巨型海藻在温暖夏季會自然枯萎,冬季重新生長,但塔斯馬尼亞大學海洋研究所副教授斯科特·林最近考察時發現一株約40英尺高的海藻,這令他備受鼓舞。“它已經長出了新芽,“他在該海域潛水並拍攝水下照片後不久表示。
林正與澳大利亞自然保護協會等環保組織合作開展項目,通過在更多地點種植海藻來研究哪些區域適合生態修復。在福蒂斯丘灣經營潛水店並參與修復工作的米克·巴倫表示,每週仍會接到六七個想體驗巨藻森林潛水的諮詢電話——人們並不知道這些海藻已基本消失。
“經過這裏時你會意識到,環境發生了多麼可怕的劇變,“他駕駛潛水船穿梭在曾經遍佈巨藻的海灣時説,“這種變化絕非好事,整個生態系統正嚴重失衡。”
海洋變暖與入侵物種已摧毀塔斯馬尼亞約95%的巨型海藻森林。圖片來源:斯特凡·安德魯斯/大南部礁基金會寫信給邁克·切尼,郵箱:[email protected]