佛罗里达的珊瑚礁正在死亡科学能否拯救它免受极端气候变化的影响？- 华尔街日报
Eric Niiler | Photographs and Video by Alfonso Duran for The Wall Street Journal
迈阿密——在佛罗里达州海岸的一个隔离岛上，伊恩·伊诺克斯经营着一个高科技的“珊瑚健身房”，在那里他训练色彩斑斓的无脊椎动物成为幸存者。
伊诺克斯和他的同事们正在寻找足够强壮的个体，能够经受住今年夏天威胁要摧毁佛罗里达360英里长的珊瑚礁的海洋热浪，这场生态灾难还使得该州的渔业、旅游业和海滩面临风险。
这些训练发生在迈阿密维吉尼亚密钥的一个研究中心，那里有16个40加仑的水族箱，里面养着数百个个体珊瑚。在那里，伊诺克斯让珊瑚暴露在温暖的海水和高酸度的脉冲中。机器手臂向水箱注入氮和磷，这些化学污染物会增加珊瑚的压力。每隔几分钟，传感器记录实验数据。
“如果我们每天两次用非常高的压力温度打击珊瑚，它们就会变得更加坚强，”伊诺克斯说道，他是美国国家海洋和大气管理局大西洋海洋和气象实验室的珊瑚项目负责人。
佛罗里达的珊瑚在华氏73至84度的温度范围内茁壮成长——因此，当华氏90度的海水在7月开始的几周时间里淹没了南佛罗里达和佛罗里达群岛，对大多数物种来说都太热了，无法生存。
损失的全部程度仍在统计中，但佛罗里达州渔业和野生动植物研究所最近的估计发现，从迈阿密到干托图加斯国家公园一带定期监测的558个珊瑚礁地点中，有60%遭受了严重的白化。
佛罗里达的珊瑚礁是世界第三长的隔离礁，仅次于澳大利亚和伯利兹的礁。每年吸引数万游客；作为商业海鲜物种如石斑鱼、红鲷鱼、龙虾和虾的孵育场；并保护该州沿海地区免受风暴和洪水的侵袭。
根据联邦估计，珊瑚礁产生85亿美元的经济价值和约6.75亿美元的保护价值。对珊瑚礁的永久性和广泛性破坏也可能削弱该地区的经济。
如今热浪过去后，像伊诺克斯这样的科学家正在加班加点地研发更具气候抵抗力的珊瑚。他们正在创造增强剂来保持珊瑚的生存，使用体外受精使幼虫生长更快，并引进加勒比地区的珊瑚物种与佛罗里达的珊瑚进行交配。
“我们需要比以往更快、更好地朝着一个方向前进，”伊诺克斯在他的实验室接受采访时说。“同时，现在还不算太迟。我们已经遭受了巨大的挫折。但我们也对事实感到惊讶，即仍然存在着死亡率不那么高的地区。”
活珊瑚是一种有着软管状身体和花瓣状触手的微小无脊椎动物，用于从水中获取食物。单个珊瑚虫体的大小为半英寸或更小，但它们生活在大型群落中，组成广阔的珊瑚礁。
珊瑚的生存关键是一种生活在珊瑚虫体内的特定类型的藻类。这种专门的细胞称为褐藻，有助于为珊瑚虫体产生食物并清除它的废物。褐藻还负责产生吸引潜水员和浮潜者前往近海礁的引人注目的颜色。
但是当海洋温度长时间超过88华氏度时，共生关系就会失控。热量会导致藻类产生毒素，可能伤害珊瑚的珊瑚虫。珊瑚虫随后会排出藻类，但失去了藻类提供的营养，珊瑚虫开始挨饿。它还会失去颜色，变成白色，这个过程叫做珊瑚白化。
水温降低后，一些珊瑚能够恢复有益的细胞。那些不能恢复的珊瑚会死亡。
除了Enochs的工作，来自几个其他机构的研究人员正在通过来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、美国国家科学基金会和五角大楼国防高级研究计划局（Darpa）的资助来拯救佛罗里达的珊瑚。
一些最引人注目的珊瑚物种，如鹿角珊瑚和麋鹿角珊瑚，以其类似动物名字的复杂形状和颜色而闻名，可能也会成为科学家称之为威胁佛罗里达海岸线的上升海平面的解决方案。
在适当的条件下，树形珊瑚每年可以长高达8英寸，根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的说法。这使它们成为混合礁的理想选择，这是迈阿密团队与马里兰州Laurel的约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的生物材料工程师詹妮·布斯比合作的原因。
混合礁仍在不断完善中，研究人员正在努力找出如何植入幼虫、哪些基因品系最有可能在未来的海洋温度下存活，以及如何让它们在非气候控制的实验室外继续生长。
APL的研究人员还在努力阻止珊瑚的珊藤虫排出有益藻类的办法，他们通过阻断一些由海洋热浪引发的化学应激信号来“欺骗”藻类，让它们觉得“嘿，情况没那么糟，不要离开你的家”，APL的分子生物学家约翰·西特曼说。
在迈阿密大学校园的一个苗圃中，安德鲁·贝克正在培育各种珊瑚物种，以找出最能抵抗高温和疾病的物种。贝克和他的同事们已经在近海苗圃中培育珊瑚数年。今年夏天的海洋热浪来袭时，志愿者们匆忙将珊瑚转移到遮阳篷下的浅水养殖箱中。
一些被救出的珊瑚仍然一半是棕色一半是白色，这表明这些珊瑚部分地幸存了热浪，贝克解释说，他是达尔帕混合礁项目的首席调查员，也是海洋生物学和生态学教授。贝克希望这些幸存者能被用来培育更适应迅速变化的海洋环境的珊瑚。
“如果我们能够在水族箱中培育这些珊瑚，并且以成千上万的后代产生影响，”贝克说。“我们擅长摧毁珊瑚礁生态系统。我们只需要扭转这一轨迹，变得擅长恢复它们。”
发表于2023年11月22日的印刷版上，标题为“佛罗里达的珊瑚礁正在被改造以更具抗气候变化能力”。