新研究称漂浮的小珊瑚有助于拯救受损的珊瑚礁

珊瑚礁是由无脊椎动物群落形成的，它们拥有坚硬的骨骼，生长成各种形态。这些复杂的热带珊瑚礁养活了海洋中三分之一的物种，并维持着数百万人的生计。在塞舌尔等小岛屿发展中国家，珊瑚礁的粮食安全和经济稳定尤其依赖这些国家，因为这些国家的大部分人口生活在珊瑚礁系统附近，没有多少土地可供人们选择其他生活方式。

由于热带珊瑚对海洋变暖十分敏感，珊瑚礁也是最容易受到气候变化影响的生态系统。导致珊瑚大面积死亡的海洋热浪越来越频繁，也越来越严重，珊瑚的恢复时间也不足。

解决这一威胁的唯一办法是迅速减少温室气体排放，但有效的海洋管理可能会为珊瑚礁赢得一些时间。

受损珊瑚礁恢复的方法之一是持续供应幼珊瑚。虽然成年珊瑚附着在海底不能移动，但小珊瑚却可以在海洋中自由漂浮。因此，幼珊瑚可以通过洋流远距离运输。一些珊瑚礁更加孤立，但其他珊瑚礁可能紧密相连，成为许多其他珊瑚礁的幼珊瑚来源。优先保护这些源珊瑚礁可能会提高更广泛地区珊瑚的恢复能力。

在我们最近的研究中，我们结合使用种群遗传学和计算机建模绘制了塞舌尔群岛珊瑚礁的连通性。尽管许多岛屿地处偏远，但遗传学和建模方法都表明这些偏远珊瑚礁之间的连通性很高，洋流将幼虫运送到群岛各地。我们还开发了一个交互式网络应用程序，帮助海洋管理人员了解这些联系。

我们的研究结果表明，局部保护工作有可能使珊瑚礁健康受益。塞舌尔和东非海岸的情况都是如此。

珊瑚高速公路

如果洋流在一对珊瑚礁之间运送小珊瑚，我们就说这些珊瑚礁是相连的。映射这些联系使我们能够设计更有效的管理策略。一些珊瑚似乎对高温的适应能力更强，连通性可能会让幼年珊瑚将负责这种适应能力的基因引入其他珊瑚礁。

幼年珊瑚非常小，通常直径不到一毫米，因此无法在远距离直接追踪它们。为了量化珊瑚礁的连通性，我们必须使用间接方法。一种方法是使用不同珊瑚礁中珊瑚的DNA，并分析它们的基因相似程度。它们越相似，连通性就越大。

或者，在洋流数据和生物学的帮助下，我们可以使用计算机模拟来预测小珊瑚在珊瑚礁之间的运输。

由于塞舌尔的许多珊瑚礁都非常偏远，因此人们可能认为连通性较低。然而，我们的研究结果表明事实并非如此。

为了绘制整个群岛的连通性，我们分析了塞舌尔群岛12个岛屿的241个珊瑚群落的DNA，并找到了遥远岛屿之间近期连通性的证据。例如，尽管相隔1,000多公里的海洋，但极其偏远的阿尔达布拉环礁(世界遗产)中的许多珊瑚的DNA与塞舌尔人口最多的马埃岛的珊瑚有很强的相似性。

我们通过比较所有样本的DNA测序并重点关注发生变异的位点(称为单核苷酸多态性或SNP)，发现了这些遗传相似性。这些变异是遗传性的，因此血缘关系密切的个体比血缘关系较远的个体具有更多的共同SNP。

计算机模拟让我们深入了解塞舌尔偏远岛屿之间的强连通性是如何发生的。尽管塞舌尔的内岛(人口稠密)通常被向东流动的洋流包围，但洋流的摆动(类似于大气中的天气系统)可以将一些小珊瑚运送到南方。这使得它们能够进入快速向西的洋流，有效地将它们运送到塞舌尔西南部的偏远岛屿，例如阿尔达布拉。

来自阿尔达伯拉的小珊瑚被这股洋流弹射到更西的地方，远离塞舌尔群岛并流向东非。因此，阿尔达布拉可能是东非数千公里珊瑚礁的幼珊瑚的来源。

下一步

我们的研究以及应用程序的开发将有助于珊瑚礁的有效管理，例如海洋保护区的开发和维护。令人惊讶的是，对陆地的干预也可以帮助脆弱的珊瑚礁。例如，消灭老鼠可以通过恢复海鸟的数量来改善珊瑚的健康和恢复力，海鸟以鸟粪的形式将营养物质降落到岛屿上。这些营养物质到达近岸水域并显着增加鱼类的生长和生物量。但根除的代价极其高昂。珊瑚连通性数据可以帮助塞舌尔等岛国决定在何处投资此类成本高昂的行动，以最大限度地发挥对珊瑚礁的积极影响。