《Science》文章：全球变暖下造礁珊瑚的适应潜力

珊瑚礁作为海洋生物多样性的关键栖息地，正因气候变暖引发的海洋热浪而面临大规模白化与死亡，生态系统濒临崩溃。尽管珊瑚与虫黄藻的共生关系对温度敏感，但科学家们开始探讨其是否能够通过热适应进化来应对持续升温。目前，辅助进化等新型管理策略（如选择性育种、基因流动）被提出以增强珊瑚适应性，但珊瑚的实际进化潜力仍缺乏实证评估。本研究旨在填补这一空白，通过多方法结合评估珊瑚在气候变暖下的适应能力与生存前景。

本研究围绕珊瑚是否已在适应热胁迫、其热耐受性是否具有可遗传的遗传基础、种群内变异程度以及热耐受性是否伴随生长等性状的取舍等核心问题展开。通过长期观测与实验，发现帕劳的珊瑚礁热耐受性自1980年代以来每十年提升约0.1°C，约为海洋变暖速率的一半。研究还证实了关键造礁物种Aeropora digitifera在热耐受性上存在显著的个体间差异，且这一性状具有遗传性，为自然选择与辅助进化提供了基础。此外，研究未发现热耐受性与生长速度之间的明显取舍，反而观察到微弱的正相关，进一步支持了进化干预的可行性。研究通过生态进化模型模拟了不同气候情景下珊瑚的未来轨迹。

该文采用多学科交叉的研究方法，结合野外观测、控制实验与模型模拟，系统评估珊瑚的进化潜力。首先，通过历史温度数据与白化记录的回溯分析，量化了帕劳珊瑚礁数十年来的热耐受性变化趋势。其次，在帕劳通过CORALASSIST实验室开展长期海洋热浪模拟实验，测试超过100个A. digitifera珊瑚个体的热耐受性变异，并验证其遗传基础（图1展示了热耐受性遗传力对自然选择响应的影响）。实验还扩展至帕劳六个不同热历史的礁区，检验种群内变异的普遍性。此外，通过光测量法年度跟踪珊瑚生长、繁殖与热耐受性，评估性状间的相关性。最后，与海洋空间生态学实验室合作，开发了一个包含珊瑚种群动态、幼虫扩散、藻类竞争及进化过程的元种群模型，在不同排放情景与遗传力设定下模拟珊瑚的长期生存前景。这些方法的综合运用，为理解珊瑚适应机制及其在未来气候下的命运提供了实证与预测基础。

研究表明，珊瑚可能已在逐步适应全球变暖，其热耐受性具有可遗传的遗传基础且种群内变异显著，为自然选择与辅助进化提供了可能。模型模拟显示，若全球升温控制在巴黎协定目标的2°C以内，珊瑚种群有望通过进化适应保持健康；在3°C升温的中度排放情景下，进化过程虽无法阻止种群衰退，但可避免局部灭绝；而在5°C升温的最坏情景下，珊瑚几无存活可能。图2清晰对比了不同气候行动下珊瑚覆盖率与热耐受性的演变路径，突显了控制排放与实施针对性礁区管理的紧迫性。因此，珊瑚的未来取决于全球温控目标与本地保护策略的结合，进化拯救的窗口仍在，但正在迅速关闭。

来源：Science