您一直想了解的有關珊瑚礁恢復的知識

January 11, 2017 對於珊瑚來說，情況看起來不太好。由於只剩下一些真正健康的珊瑚礁，而且預測也沒有任何好轉，許多珊瑚礁可能很難活到下個世紀。採取行動的呼聲可能已經很刺耳，那麼我們能做些什麼來應對珊瑚礁的衰退呢？ 我們中的許多人都見過狀況不佳的珊瑚礁：遭到破壞、白化、污染、錨損壞、專性魚類數量減少或藻類過度生長。我們知道氣候變化，特別是海水溫度升高（IPCC： 對珊瑚礁的影響），以及人為造成的壓力，例如 不可持續的捕撈和 污染< /a >，正在給珊瑚帶來困難。 3 第三次全球白化事件以驚人的規模消滅了珊瑚。例如， 大堡礁遭受了有史以來最嚴重的珊瑚損失 。到目前為止，我們應對氣候變遷、過度捕撈、污染和其他威脅的努力甚至未能減緩珊瑚礁的衰退。近年來，積極珊瑚修復作為珊瑚礁管理的額外工具的潛力日益受到關注；科學家、海洋保護區管理者和當地利害關係人以及媒體。但我們真的可以用珊瑚「重新種植」受損的珊瑚礁嗎？如果可以，如何實現以及規模如何？ 今天的珊瑚礁恢復 和所有動物一樣，珊瑚需要生長和繁殖，受損的珊瑚礁只有這樣才能恢復。珊瑚有兩種繁殖方式，一種是當珊瑚群的碎片再次生長時進行無性繁殖，另一種是透過產卵和精子或釋放幼蟲進行有性繁殖。一些珊瑚礁不再具有自行恢復的能力。珊瑚礁恢復是移植珊瑚以「重新造林」荒涼珊瑚礁的過程。這聽起來可能很簡單，但事實並非如此。儘管已經發展了大量的知識和實踐，但實際的珊瑚礁恢復在實踐和科學研究方面仍處於起步階段。一種常見的做法稱為無性珊瑚恢復，即利用珊瑚的無性繁殖能力。您可以透過折斷碎片從供體菌落中獲得碎片，通常不超過菌落的 20%。所得片段是供體集落的克隆。有時您可以使用已經折斷的碎片，例如當分枝珊瑚被風暴折斷時。然後，您通常會將碎片保存在不同類型的苗圃中幾個月。在此期間，碎片會癒合、生長並得到很好的照顧。最後，使用水下膠水、紮帶或釘子將幼珊瑚移植到珊瑚礁或其他地方，以提供初步附著力。如果成功，珊瑚移植最終將覆蓋周圍的基質並自行附著在珊瑚礁上。 「使用無性繁殖的碎片進行珊瑚修復的好處是當地社區可以做到。在太平洋和印度洋的許多地方已經有小型當地社區團體在進行珊瑚移植。如果做得正確，它會非常有用。問題是，世界上很少有地方可以證明這項努力產生了長期的生態影響。一個積極的例子是 自然塞席爾 Cousin Island。但是，如果你看一下許多此類珊瑚恢復工作，最初它們看起來很好，即使在一兩年後也是如此，但太多了紐卡斯爾大學( Newcastle University) 的阿拉斯代爾·愛德華茲(Alasdair Edwards) 教授在珊瑚礁研究領域工作了近40 年，並帶頭倡導“水下可持續發展”項目，他說： //www.secore.org/site /our-work/detail/sustainable-under-water.31.html" target="_blank">回覆 ef 復健手冊－管理者彙編。他最近成為 SECORE 科學委員會的成員。 為什麼這些方法很少成功？該方法本身似乎不太難實現。 「無性恢復的最大危險是人類正在做出生態決定並繞過自然選擇。你假設這個珊瑚群落或某個珊瑚群落很好地適應了移植地點的環境。你認為它們應該如此，然而，你不知道當然。即使你使用大量基因不同的個體來維持遺傳多樣性，這些碎片也不會像任何定居在珊瑚礁上的性新兵那樣，在該地點經歷最初的嚴格選擇階段，」阿拉斯代爾解釋道。 。因此，人們應該記住，對於小珊瑚新兵來說，生活是艱難的。在野外，只有大約 1% 的動物能夠在生命的最初幾個月存活下來！ 斐濟群島有一個簡單的例子，說明了當地適應對於復原的重要性。在莫圖里基群島，礁灘上的珊瑚在 2000 年和 2002 年的白化事件後死亡。當地社區對此表示擔憂，希望重新種植它們。不幸的是，礁灘上沒有留下可以破碎並用於修復工作的珊瑚。所以他們只好從其他地方帶走它們；來自較深的珊瑚礁地點，因此來自珊瑚不適應礁灘生活的不同環境。首先，移植到外面的珊瑚碎片表現得很好，但當溫暖的季節開始時，礁灘上所有移植的珊瑚都白化並死亡。 為什麼維持遺傳多樣性很重要？ 遺傳多樣性意味著群體內具有不同種類的基因組合，即所謂的基因型。保持遺傳多樣性有重要的原因：多樣化的群體更有可能在疾病爆發或其他壓力下生存下來，因為某些基因型可能比其他基因型更具抵抗力並且可能生存下來。每當一個族群進行有性生殖時，就會透過重組產生一批新的基因型──可以說是透過重新洗牌基因包。遺傳多樣性是自然選擇發揮作用的先決條件。這並不一定意味著你不能透過無性珊瑚恢復方法來維持遺傳多樣性。研究表明，如果您從某個珊瑚礁地點收集 30-35 個遺傳上不同的珊瑚物種菌落的碎片，它們將代表該地點該物種 90-95% 以上的遺傳多樣性。在修復工作期間，您需要確保在任何移植工作中代表不同的基因型。一旦你的珊瑚開始有性繁殖，你的新一代珊瑚將擁有你想要的所有遺傳多樣性——但僅限於此。 環境教育 無性珊瑚恢復具有作為提高意識的工具的巨大潛力；不僅在當地社區和利害關係人之間，而且在來訪的浮潛者和潛水員之間。 潛水時保持浮力並且不留下痕跡（ 已完成的工作< /a> 由艾庫瑪爾探險隊 (Expedition Akumal) 提供：他們使用已經破碎的鹿角珊瑚小碎片進行修復，提高潛水員的意識是他們努力的一部分。 性恢復 另一種生產用於修復的珊瑚的方法是 有性珊瑚修復：經過研究和它由 SECORE 和合作夥伴在過去十年中進一步開發，利用了珊瑚的有性繁殖。簡而言之， 您收集珊瑚配子——卵子和精子——無論是在野外還是在來自您為此目的帶到實驗室設施的珊瑚。一旦你有了配子，你就可以讓它們受精並培育正在發育的珊瑚幼蟲。當幼蟲準備好並有能力定居時，您為它們提供合適的定居基質並等待它們定居。理想情況下，讓它們在珊瑚礁的中層水苗圃中生長到一定大小，這個過程可能需要幾週到幾個月的時間，然後才能將它們移植到珊瑚礁上。 「自然定居的珊瑚最初是微小的單一珊瑚蟲，直徑約為一毫米。當它們達到移植珊瑚碎片的大小時，它們已經在珊瑚礁環境中經歷了很長一段時間，可能是幾年”，阿拉斯代爾解釋。對於那些死去的人來說：至少沒有珊瑚因為獲得它們而受到傷害。 與無性繁殖相比，使用有性繁殖方式有兩個很大的區別：每一個小珊瑚在基因上都是獨一無二的，你必須從一開始就培育珊瑚。 無性行為與有性行為 “這兩種技術都有其優點和缺點”，James Guest 博士反映。詹姆斯是東南亞的珊瑚繁殖和復育專家，對研究珊瑚礁的復原力特別感興趣。 James 目前在 夏威夷海洋生物學研究所工作，並且是 SECORE 科學委員會成員自2012 年以來。「小規模無性繁殖的成本較低，並且只需相對較少的培訓即可完成。透過有性繁殖，您可以進行性重組，並獲得很多很多的嬰兒；在一次產卵事件中，您可能會獲得一百萬個珊瑚——產生一百萬個碎片將是一個相當大的挑戰。我們需要準備好採用這兩種方法，或兩者的組合。就像當珊瑚群相距很遠時，你可以使用碎片來創建親魚。你還可以追蹤誰「它們的父母要保持遺傳多樣性。當您的親魚產卵時，您可以獲得有性繁殖的後代。使用無性繁殖可以快速獲得一些結果，然後通過有性繁殖獲得一些長期結果。” 攜手並進 如何結合這兩種技術的一個很好的例子是庫拉索島瀕臨滅絕的鹿角珊瑚正在進行的研究和恢復工作：鹿角珊瑚（Acropora cervicornis）往往具有相當脆弱的分支，並通過無性繁殖形成相對較大的「灌木叢」；例如，當風暴將這些珊瑚分解時。由於今天的稀缺性，這些斑塊相隔太遠，無法收集基因不同的親本的卵，這些親本能夠在一次產卵事件中受精——具有相同基因型的珊瑚不會互相受精。因此，到目前為止，SECORE 和長期合作夥伴 Carmabi 研究站 飼養有性生殖的鹿角珊瑚。然後，在2015 年，庫拉索珊瑚恢復基金會( CRFC) 由 Ocean Encounters（當地潛水學校）啟動了一個無性恢復計畫。它包括庫拉索島瀕臨滅絕的鹿角珊瑚的生長和移植。 CRFC 收集了已經破碎的鹿角珊瑚碎片，並將它們放入樹形苗圃中，即所謂的「珊瑚樹苗圃」。苗圃上的碎片來自不同的珊瑚礁地點，因此很可能代表不同的基因型。在苗圃上的珊瑚碎片可以用作有性繁殖親魚的想法的推動下，不同的群體聯合起來。 2016 年 8 月珊瑚群產卵期間，碎片產卵了！一個聯合潛水隊收集了鹿角珊瑚配子，將它們帶回實驗室並使其受精。現在，新一代有性生殖的鹿角珊瑚也在苗圃中生長。 在哪裡種植珊瑚 無論使用哪種技術，選擇好修復地點都至關重要。如果你發現一個珊瑚礁被毀壞了，它顯然是因為某個原因或更確切地說是幾個原因而死亡的。除非您確保這些原因已被消除或至少得到控制，否則在那裡開始任何恢復工作並不是一個好主意：您的新珊瑚不太可能生存。最好的機會可能發生在管理良好的地區，那裡過度捕撈和污染等壓力因素盡可能低，並且有食草動物。 升級－如何實現？ 直到今天，任何恢復珊瑚礁的嘗試都是在相對較小的規模上進行的。考慮到珊瑚礁消失的規模，我們的努力似乎還不夠。您不僅需要正確的方法或方法的組合，還需要考慮更大範圍的工作。 “為了擴大規模，最好的機會可能是通過性途徑”，阿拉斯代爾說。 「將珊瑚安置在某種基質上，這種基質可以很容易地放在珊瑚礁上，可以是自附著的，也可以是易於附著的，這取決於環境。目前，最大的挑戰是珊瑚的巨大死亡率。定居後的最初幾個月；通常超過 95% 的人會在四個月左右的時間內死亡。”請記住，這種死亡率是一種自然現象，只有非常非常少的珊瑚幼蟲會在野外變成成年珊瑚。 「我們在第一階段做得很好，讓配子和幼蟲在圈養中存活，讓它們處於良好的條件下，讓它們定居下來。一次產卵事件可能會產生數百萬隻幼蟲，」詹姆斯說。 「但在某些時候死亡率開始上升。你永遠無法降低所有死亡率，但我們需要開發方法來達到幾乎所有基質都至少有一個倖存珊瑚的程度。我們實際上做得很好好吧，我們在定居後獲得了相當好的生存率，但如果我們能進一步改進這一點，那將真正有助於擴大規模。第二件事是，我們仍然必須讓它們回到珊瑚礁上。” 到目前為止，每個帶有新珊瑚的碎片或基質都需要手工移植到珊瑚礁上。對於那些不是水肺潛水員的人來說，潛水涉及相當多的後勤和設備，任何水下工作都受到氣瓶中空氣量的限制。這就是為什麼在任何恢復工作中，向外種植珊瑚是成本和時間最多的部分。 為了克服這一限制，SECORE 與 加州科學院 及其他合作夥伴目前正在測試可以自動附著在珊瑚礁上的新珊瑚定居基質。它們可能不適合所有環境，但在開始修復工作時，您通常仍然有一個帶有小裂縫的珊瑚礁框架，以及類似的情況，這些基質可能會被卡住。 SECORE 和謝德水族館等合作夥伴也正在開發新設備，以在戶外更大規模地飼養珊瑚幼蟲；最好是在有遮蔽的碼頭或類似地方。它們現在正處於測試階段——幾個月後我們有望了解它們有多有用！ 珊瑚礁還有未來嗎？ 對於潛水員、珊瑚礁愛好者和環保人士來說，這是一個最令人困擾的問題。 「有些珊瑚肯定會生存下來，」阿拉斯代爾說，「但是作為一個富有成效的生態系統的珊瑚礁是否能夠在下個世紀繼續存在是一個有爭議的問題。最終，確保我們所知道和喜愛的富有成效和美麗的珊瑚礁的唯一方法將是生存的關鍵是減少溫室氣體排放並解決全球暖化問題。我們還必須改善對過度捕撈和沿海開發等局部壓力源的管理。如果不這樣做，那麼珊瑚礁將成為最先消失的大型生態系統之一，給依賴它們的數億人帶來毀滅性後果。” 因此，恢復在幫助保護未來珊瑚礁方面發揮重要作用可能有兩個原因：幫助保留一些健康珊瑚礁的“避難所”，同時盡可能保持生態功能。 “在某些地方，它們確實能生存得更好”，阿拉斯代爾繼續說道。 「維持健康珊瑚群落的時間越長，人們解決關鍵問題的機會就越大。你需要一些健康的珊瑚礁，否則就沒有任何傳播途徑。我認為所有珊瑚礁恢復努力顯然都是值得的，而且是值得的。”這一切不太可能完全白費。” 沒有比這更好的結論了：繼續努力，不要失去希望！ 拯救珊瑚礁。