“蔚蓝的珊瑚海，错过瞬间苍白”，这歌词意外地科学

日历娘按：

你可能听说过“珊瑚白化”，隐约知道这是个生态浩劫。但，珊瑚为什么会白化？白化了又会怎样？跟我们有什么关系？花五分钟读完本文，你就会知道答案。

有次，实验室同门在捣鼓鱼缸里的鹿角珊瑚，只见他拿起一小撮，把分枝全用钳子给掰了，断骨般的声音“咔咔”响。我大惊：这珊瑚养着就是用来玩断枝的？ 

细枝鹿角珊瑚的断枝，研究者一般用胶水把它们黏在陶瓷质的基底上，重新放入水缸中，以实现珊瑚的无性繁殖。图片：Reef Corner

分身有术，仍难逃危机

其实，掰下来的那些珊瑚枝是用来繁殖的。在合适的环境条件下，鹿角珊瑚断枝可以实现一变多，这也是鹿角在水族市场上的卖点之一。我们今天的主角细枝鹿角珊瑚Acropora nana就属于这一类，那，为什么还近危了？

接近40美金的一小块细枝鹿角珊瑚。照片：animal-world.com

首先，自然界的鹿角珊瑚断枝没那么幸运，海流的冲刷、沙子的掩埋和天敌的捕食随时会让其死去。除非被分离的断枝很大，否则一丝机会都没有。

其次，虽然可以用鹿角珊瑚的断枝繁殖扩大群体的数量，但是这种扩增速度慢，需要非常稳定且合适的环境（光照、温度、pH、营养盐、盐度等），所以即使在人工环境下，成本也很高。

你可能在沙滩上捡过死去的珊瑚断枝，它们中被水族市场用作“活石”。图片：stockarch / stockarch.com

而与繁殖困难相对的，是贸易量。鹿角珊瑚位列全球硬骨珊瑚贸易量前三，贸易个体大多来自野外采集，这还不包括采摘、暂养和运输过程的死亡。不过，这些还不是细枝鹿角珊瑚近危的最大原因，“好戏”在后头。

中国渔船破坏珊瑚礁以寻找砗磲[chē qú]，现场一片狼藉。图片：John McManus / The Coral Triangle

鹿角养成记

细枝鹿角珊瑚断枝的存活和生长离不开营养，它们和所有珊瑚一样，都可以通过自身水螅[xī]体捕获浮游生物，捕食通常在夜间进行，提供不到10%的能量；另外超过90%的能量来源于其体内共生的虫黄藻所进行的光合作用。

珊瑚营养的来源和去向。图片：geology.uprm.edu

因此，向适宜光照的空间生长是细枝鹿角珊瑚的生存策略。对绝大多数鹿角珊瑚而言，珊瑚虫的生长分为两种类型：一种是中轴珊瑚虫（axial polyp）的生长，中轴珊瑚虫位于每条分枝的最末端，被圆柱状的骨骼所包围，并向分枝的直线方向生长；另一种是侧轴珊瑚虫（radial polyp）的生长，侧轴珊瑚虫仅外侧被骨骼包围，分布于分枝的外壁上。

这是佳丽鹿角珊瑚的一角，红色箭头所指为侧轴珊瑚虫，黄色箭头所指为中轴生长。图片：浪里小海豚

侧轴珊瑚虫可以分化为中轴珊瑚虫，利用分化使鹿角珊瑚的生长能向各个方向延伸，更好地占据有利位置。而细枝鹿角珊瑚在这方面有点不一样，即使是新分化的中轴珊瑚虫也不会侧向生长，而是集体朝上，所以群体会像花束般模样。 

鹿角珊瑚的侧轴珊瑚虫们。图片：浪里小海豚

花束般的细枝鹿角珊瑚群体。图片来源见水印

长好了，你可是认得？

成束成群的鹿角珊瑚在水下可是很壮观的，潜水欣赏它们在水下的姿态可是一件很享受的事情，不过，你可要提前认好它们。有次我潜水看到了一大片黄色的“鹿角状”珊瑚，很是开心，结果回来一看照片，发现自己弄错了，只能自我安慰，好歹都是鹿角珊瑚科（Acroporidae）。

当时是酱紫的，请原谅木有拍好。照片：浪里小海豚 

上图的珊瑚其实是蔷薇珊瑚属Montipora的，千野老师上个月就给我们介绍过，详情请戳<斑星蔷薇珊瑚>。蔷薇珊瑚的表面稍有凹凸不平，珊瑚虫并不住在凸起的钙质结构中，而住在凸起之下的小孔中；而鹿角珊瑚属Acropora的分枝更像一把流星锤，珊瑚虫都住在那些小凸起里。

蔷薇珊瑚Montipora sp.的水螅体出洞。图片：Tidal Gardens

鹿角珊瑚Acropora sp.珊瑚虫出洞的场景。图片：浪里小海豚 

还是傻傻分不清

分清楚哪些是鹿角珊瑚之后，你还想认一认细枝鹿角珊瑚？这难度就有点大了，鹿角珊瑚属中有超过130个种，是珊瑚种类最多的属，而且该属近源杂交的很多，想分清楚真的很难。科研人员可以通过分子生物学的手段来确认，如果你想大概判断下，可以看谁的颜色最“骚气”。

这是亮蓝配色的细枝鹿角珊瑚。图片来源见水印

首先你要知道的是，细枝鹿角珊瑚分布在印度—太平洋珊瑚礁海域，不是常见种，分枝通常以奶黄色或棕色为主，分枝末端是非常特别的亮蓝色或者紫色，商品名会叫purple nana（关于珊瑚身体各部分会出现的不同颜色，可戳<标准蜂巢珊瑚>了解）。另外，细枝鹿角珊瑚的群体较小，分枝多而细长，是名副其实的大长腿。

细枝鹿角珊瑚骨架的侧剖图。图片：coral.aims.gov.au

紫色的末端尤显风骚。图片来源见水印

这不只是厄尔尼诺的锅

认得细枝鹿角珊瑚之后，你可能……找不到它。

前面说过，细枝鹿角珊瑚本身比较敏感，环境因子的变化，尤其是长时间的变化，会对它们的生长产生消极影响，最直观的表现就是白化。所谓珊瑚白化，是共生在珊瑚体内的虫黄藻受到胁迫跑掉了，导致珊瑚失去鲜艳的色彩，显露出骨骼的白色。白化不代表死亡，如果环境在短时间内能变好，虫黄藻就会重新回到珊瑚体内，珊瑚便安然无事，而如果环境继续恶化，失去能量供应的珊瑚就被判了“死缓”。

珊瑚的三种状态。图片：gbrmpa.gov.au 

近年来全球气候变化越发明显，各种相对异常的气候现象变多，在海洋中主要表现在海水温度上升、海平面上升、台风（飓风）变多变强、沉积物增多、海流改变和海水酸化，这些因素都会对珊瑚礁生态系统产生消极影响；当然，对珊瑚礁生态系统构成威胁的还有人类的行为，如过度捕捞、环境污染和无所顾忌的潜水旅游者。如下图所示，人类活动越密集的区域，珊瑚受威胁程度越大。

蓝色表示珊瑚受威胁的程度最小，红色表示最严重。图片：reef at risk

细枝鹿角珊瑚基本就分布于珊瑚礁高危区。图片：Red list 

这些影响因素中，海水温度升高可直接导致珊瑚白化，可谓威力最大者。自工业革命开始，大气中的CO2浓度不断升高，再加上厄尔尼诺效应的加成，个别地区——例如珊瑚礁较为集中的赤道地区——气温和水温长时间持续偏高。

1901~2015年间海水表面水温变化图。图片：epa.gov

全球珊瑚礁分布图。图片：Joseph Maina（2011） 

受持续高温的影响，澳大利达大堡礁的珊瑚从去年3月份就开始出现白化现象，直到目前，海水温度依旧不利于珊瑚的恢复，长达1100km的大堡礁北部海域珊瑚礁中，接近81%的珊瑚发生了白化，其中有超过50%都GG了。类似现象也发生在出现厄尔尼诺的1998年和2002年，但这次比以往更严重，世界其他珊瑚礁区域也发生了不同程度的珊瑚白化现象。作为珊瑚礁一份子的细枝鹿角珊瑚自然也不能幸免。在过去的30年间，仅全球变暖导致的珊瑚白化现象就已经使世界损失了19%的珊瑚礁。

大堡礁三次大规模白化现象的情况。图片：theguardian.com 

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=x05050p26uf&width=500&height=375&auto=0航拍大堡礁珊瑚白化。视频：Guardian Science and Tech / YouTube

于是乎，一直持续到今年的海水高温现象让科学家们忧虑不已，就连今年三月底在澳大利亚昆士兰地区登陆的飓风“黛比”都能让科学家稍微开心那么一丢丢，因为飓风能降低海水温度。

就是鲨鱼被冲上岸那次。图片：AFP Photo / STR

白化死亡的珊瑚骨骼一旦被海藻和海草所占领覆盖之后，一系列的连锁反应便会随之而来，那些以珊瑚为食、以珊瑚礁为躲避场所的生物会失去食物和生存繁殖的场所，食物链上级的更大型鱼类会消失，以鱼为食的鸟类又将这个效应延伸到了海岛上，相关地方人类的收入、食物也会受影响，还损失了天然防浪堤。

珊瑚白化仅仅是蝴蝶效应的开始。图片：theguardian.com

美丽与危险并存

作为世界最大的珊瑚礁生态系统，大堡礁有着极其丰富的生物多样性和重要的生态意义，撇开每年60亿美金的产值不说，随着珊瑚的消失，生活在大堡礁的超过1600种鱼类、超过30种的鲸豚类和各种各样的无脊椎动植物也会消失。按这个速度，到2030年，全球有将近90%的珊瑚会消失；到2050年，当全球温度上升超过2℃时，全球的珊瑚将全部消失，鲜艳的细枝鹿角珊瑚也将不复存在。

以后，照片上的褐色可能就不是珊瑚反射出来的，而是海藻或海草。图片：theguardian.com

失去珊瑚对经济发达的澳大利亚会是一个不小的打击，而经济较为落后的“珊瑚金三角地区”（有1.2亿人依赖珊瑚礁维生）就更加岌岌可危了。该区域是海洋物种多样性最高的区域，面积仅占全球海洋的1.6%，却有着全球已知珊瑚种类的76%、全球已知鱼类的37%、全球7种海龟中的6种，还有各种各样的其他无脊椎生物，还可能潜藏着有待被发现的新种。而从全球范围来看，珊瑚礁只占全部海洋面积的2.5%，却生活着超过25%的海洋生物。

红色线条区域为珊瑚金三角，即印尼、马来西亚、菲律宾、巴布亚新几内亚、所罗门群岛和东帝汶之间，全世界超过一半的珊瑚礁生存在这里。照片：nmfs.noaa.gov

生物多样性如此丰富的珊瑚礁，和40年前相比，面积已经减少了接近一半，而全球气候变化和人为对大自然的破坏活动依旧在继续。今天（5月22日）是国际生物多样性日（International Day for Biological Diversity），今年的主题是“生物多样性和可持续旅游”。这个大多数人可能不知道的节日设立于2000年，目的就是提醒人们关注生物多样性的损失。

潜水的注意事项。原图：Green Fins；翻译：hellodive.com

有机会去珊瑚礁潜水的小伙伴们，注意安全的同时也请手下、脚下留情，别一脚碎一坨珊瑚，一手掰一块珊瑚呀。不然，搞不好下次专家组对细枝鹿角珊瑚评估的时候，其群体状态可能就是易危（UV）甚至濒危（EN）了。

这么美的珊瑚，还请手下留情呀。绘图：翼狼Elang

感谢千野youko老师对本文写作的帮助。

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