在实验室实验中，已经变白且濒临死亡的珊瑚在七周内恢复了健康。根据10月14日发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项研究，这是有记录以来最快的珊瑚白化恢复案例。这一发现可能催生恢复珊瑚礁的新技术。一些估计表明，随着气候变化导致海洋热浪日益严重和频繁，珊瑚礁可能在未来几十年内消失。
当海洋温度上升导致珊瑚失去生活在其组织内的有益藻类时，就会发生珊瑚白化。这些藻类提供了珊瑚生长和生存所依赖的大部分能量。没有它们，珊瑚会失去鲜艳的颜色，难以获得足够的营养，并更容易受到有害藻类的影响。即使存活下来，恢复健康也可能需要数月或数年时间。
"虽然白化的珊瑚可能正在死亡，但它们还没有死亡，"斯坦福杜尔可持续发展学院海洋学博士生、首席作者Danny Collins说。"我们想回答的问题是，一旦珊瑚白化，我们能做什么？"
意外发现揭示拯救濒死珊瑚的方法
虽然珊瑚可能看起来像植物或岩石，但它们是动物。在大多数珊瑚物种中，个体动物通过创造自身的基因相同副本进行繁殖。这些克隆体共同生长成大型群体，构成珊瑚礁的基础。
这项研究的想法源于2025年的一次意外观察。研究合著者、Jane and Marshall Steel, Jr. 海洋科学教授Steve Palumbi在他的实验室中注意到了一些不寻常的现象。从同一珊瑚群体中取下的两个碎片，一个健康，另一个白化，在水族箱中相互靠在了一起。
在碎片接触的地方，白化的珊瑚开始恢复颜色。这一变化表明有益藻类正在回到其组织中。
大约在同一时间，Collins正在研究珊瑚疾病如何发展和传播。他特别感兴趣的是塑料碎片携带的细菌，这些碎片落在珊瑚上，可以通过直接接触引入有害微生物。
"有害细菌通过物理接触进入珊瑚，"同时也是Knight-Hennessy学者的Collins说。"我们好奇的是，如果我们利用接触重新引入有益的东西——来自健康珊瑚的有益藻类——会发生什么。"
为了进行调查，Collins设计了一个使用10对珊瑚碎片的实验。每对由一个健康碎片和一个白化碎片组成，两者均来自同一珊瑚个体。
五对被放置成碎片之间物理接触。另外五对被仅几毫米的间隙隔开。
结果揭示了显著的差异。每个与健康对应物接触的白化碎片在七周内完全恢复。相比之下，被隔开的白化碎片死亡了。
简单接触如何触发珊瑚快速恢复
研究人员发现，这种显著的恢复依赖于基因相同珊瑚连接其组织的特殊能力。
"基因相同的珊瑚在接触时会相互识别，"Palumbi说，他是杜尔可持续发展学院的海洋学教授和人文与科学学院的生物学教授。"如果它们来自同一克隆体，它们的组织会融合。我们在人类身上也看到类似的情况。如果捐献者是你的同卵双胞胎，器官移植通常会成功。"
使用强力显微镜，Collins及其同事检查了珊瑚碎片接触时发生的情况。他们发现组织内的微小通道迅速排列，形成连接，使物质可以在两个碎片之间移动。
通过这些连接，有益藻类及其产生的营养物质可以从健康珊瑚传递到白化珊瑚。仅三天内，研究人员就观察到藻类转移到受损碎片中。
团队随后调查了珊瑚实际需要保持连接多长时间。通过在不同接触时间后分离配对，他们发现一周时间足以转移完全恢复所需的藻类。在某些情况下，仅五天的接触就产生了相同的结果。
值得注意的是，分离的珊瑚仍在七周内恢复到完全健康，与整个实验期间保持连接的珊瑚所需的时间相同。
这一发现表明，快速恢复主要不是由健康珊瑚持续供应藻类驱动的。相反，一旦足够的藻类进入白化碎片，它们就在新宿主体内迅速繁殖，恢复其能量供应。
"一旦有益藻类进入白化珊瑚，它们不仅仅是扩散，"Palumbi说。"它们涌入并以珊瑚中观察到的最快速度开始分裂。"
在接触的第二周，生活在白化碎片内的有益藻类大约每四天数量翻倍。这一生长速度比研究人员在野生珊瑚中观察到的快约十倍。
珊瑚礁恢复的有前景突破
科学家们花费数十年寻找保护珊瑚礁免受海洋温度上升、疾病、日益酸化的海水和其他环境压力影响的方法。
他们的努力包括选择性培育能耐受更高温度的珊瑚，在苗圃中培育幼珊瑚以重建受损珊瑚礁，以及在珊瑚之间转移微生物群落以提高其韧性。
新发现提出了另一种可能性：帮助白化珊瑚足够快地恢复，以度过海洋热浪后的危险时期。
"白化珊瑚通常被认为是无法挽救的，因为热浪后的恢复非常缓慢，如果会发生的话，"David and Lucile Packard海洋科学教授、Collins的导师Fiorenza Micheli说。"我们希望这项新研究能激发解决方案，使珊瑚保持足够长时间的健康，以便通过生长、繁殖和新群体补充等较慢的过程在热浪后实现完全恢复。"
然而，研究人员强调，他们的实验方法尚不能用于大规模恢复珊瑚礁。要使该技术如演示般有效，每个白化珊瑚都需要一个健康的、基因相同的对应物。在整个珊瑚礁范围内寻找和提供这些匹配是不切实际的。
关于如何将恢复机制调整为更广泛使用，仍然存在重要问题。
在未来几个月，团队计划研究其他将有益藻类引入白化珊瑚的方法，而无需它们与健康碎片保持物理连接。
一种可能性是在海洋热浪发生之前很久就从健康珊瑚中收集有益藻类。研究人员随后可以在白化事件后向受损珊瑚输送大量这些藻类，可能使它们恢复得更快。
"这些关于珊瑚如何自然恢复的新见解给了我们对未来的希望，"Micheli说，他同时也是斯坦福海洋解决方案中心的联合主任。"它们打开了可能性的大门，可能带来我们需要的突破，以加速珊瑚礁恢复。"
研究作者和研究支持
Micheli还担任海洋学教授和（兼任）生物学教授。Micheli和Palumbi都是伍兹环境研究所的高级研究员，该研究所是斯坦福杜尔可持续发展学院的一部分。
参与该研究的其他斯坦福研究人员包括Jana Sipkova、Nathaniel Mollica、Tom Rolander、Courtney Klepac、Gabriel Calistro和Vanessa Barone。
Mollica是斯坦福海洋系的研究科学家，Calistro在该系担任研究助理。Rolander是霍普金斯海洋站Harold A. Miller图书馆制造实验室的研究工程师，该海洋站隶属于杜尔可持续发展学院。
Sipkova是博士后学者，Klepac是研究科学家。Barone是斯坦福人文与科学学院生物学系的助理教授，并隶属于Bio-X和母婴健康研究所。
由斯坦福生物学系在霍普金斯海洋站运营的分子与细胞生物多样性成像中心进行了珊瑚图像分析。
资金支持来自国家科学基金会和斯坦福大学，包括通过"海洋大创意"拨款计划的种子资金。该计划由斯坦福杜尔可持续发展学院内的海洋系和伍兹环境研究所组织。