研究表明，耐热珊瑚可以更好地在海洋热浪中生存

我们的研究小组培育出的珊瑚能够更好地抵御海洋热浪。我们的工作现已发表于自然通讯表明，即使在一代人中，也有可能提高珊瑚的耐热性。

我们使用选择性育种来实现这一点：人类数千年来一直使用的一种技术，用于生产具有理想特征的动植物。选择性繁殖是人类如何将像狼一样的狗变成圣伯纳犬、吉娃娃和介于两者之间的一切.

现在，选择性繁殖被视为自然保护的工具，尤其是珊瑚礁。Coralassist 实验室（我们是其中的一部分）和帕劳国际珊瑚礁中心一直在专门研究珊瑚热浪的生存。我们的最新成果是七年努力的结晶。

海洋热浪引发大规模珊瑚白化和死亡，2023-2024 年被宣布为第四次全球大规模白化事件.辅助进化方法（如选择性育种）旨在促进自然适应，为以下珊瑚争取时间气候变化.

然而，与预计未来海洋热浪的强度相比，我们选择性繁殖的珊瑚的耐热性改善是微不足道的。虽然选择性育种是可行的，但它可能不是万能的。我们仍然需要通过减少温室气体排放来解决大规模珊瑚白化的原因，以缓解变暖并给辅助进化计划时间生效。

如何培育耐热的珊瑚

第一步是确定珊瑚礁上许多潜在母珊瑚的耐热性。然后，我们选择特定的个体来培育两个独立的后代家族，根据高耐热性或低耐热性进行选择。我们将这些后代饲养了三到四年，直到它们达到生殖成熟，然后测试它们的耐热性。

我们针对两种不同的性状进行了选择性育种试验，要么是对短暂、强烈的高温暴露的耐受性（温度比正常高 3.5°C 持续 10 天）或强度较低但长期的暴露，更典型的自然海洋热浪（比平均水平高 2.5°C，持续一个月）。这使我们能够估计每个性状的遗传性、对选择性育种的反应以及两个性状是否具有共同的遗传基础。

选择耐高温而不是耐低温的亲本增强了其成年后代对这两种测试性状的耐受性。

遗传力约为 0.2 到 0.3（从 0 到 1），这意味着后代耐热性大约四分之一的变异是由于父母传递的基因造成的。换句话说，这些性状具有自然和人工选择可以起作用的坚实遗传基础。

我们根据以下方面衡量累积热应力和耐受性度加热周 （°C-周），它反映了天气的热度和持续时间。鉴于在这些特定珊瑚中发现的性状变异性，理论上，耐热性可以在一代内每周提高约 1°C。

然而，即使是这种级别的增强也可能不足以跟上越来越强烈的热浪。根据气候行动，预计未来几十年热浪的强度将增加约每十年 3°C 周，比我们研究中实现的增强更快。

有趣的是，选择性培育为高而非低、短应力耐受性的珊瑚在长时间的热应激暴露中存活下来并不好。在没有检测到遗传相关性的情况下，这些特征很可能是由独立的基因集驱动的，而擅长在短暂的剧烈热应激中幸存下来的珊瑚不一定最擅长在长期的海洋热浪中幸存下来。

这将具有重要意义，因为像这样的工作将受益于廉价和快速的测试，这些测试可以有效地识别耐热的菌落以进行繁殖。然而，如果这些测试无法预测哪些珊瑚群落将在长达一个月的热浪中幸存下来，那就是一个严峻的挑战。

扩大选择性育种

由于可以选择性地繁殖珊瑚以提高耐热性，因此下一步是在野外进行大规模试验。这可能需要部署大量选择性繁殖的珊瑚，可能是直接在珊瑚礁上播种珊瑚幼虫，或者在水产养殖设施中种植珊瑚。

要做到这一点，外植珊瑚本身必须具有繁殖能力，并为野生种群基因库做出贡献。在非常大的比例下执行此操作将具有挑战性，但可能没有必要补充大面积的珊瑚覆盖。

相反，创建一个战略性位置较少的幼虫生产中心网络可能就足够了，其中包含选择性繁殖的高密度珊瑚，以最大限度地提高受精成功率。这些中心将用于播种其他珊瑚礁，并可以为有针对性的行动提供更多的亲鱼。

仍需要更多的研究和开发，许多关键问题仍未得到解答。需要种植多少珊瑚才能达到预期的效果？我们能否确保没有可能损害种群 （迄今为止的证据表明这不是一个很大的风险）吗？一旦添加到野外，我们如何避免选定性状的稀释？我们如何最大化对选择的反应？

鉴于海洋变暖的速度，辅助进化的优化与实现需要尽快发生，他们才有机会成功，即使只是小规模的。最重要的是，珊瑚礁的生存仍然取决于紧急的气候行动。

利亚姆·拉克斯， 气候变化生态学与进化博士后研究助理，纽卡斯尔大学;Adriana Humanes， 纽卡斯尔大学珊瑚礁生态学博士后研究助理，纽卡斯尔大学和詹姆斯·盖斯特，珊瑚礁生态学读者，纽卡斯尔大学

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