保持珊瑚礁活跃的8种创新技术

2020年4月20日更新
珊瑚礁极易受到最常见防晒霜中所含化学物质的影响。 。 (照片:Jolanta Wojcicka / Shutterstock)

We'在过去的几十年中,我对珊瑚礁的迅速而戏剧性的丧失已经听到了很多。据估计,世界上有一半'仅在过去的30年中,珊瑚就已经消失了。澳大利亚部分地区'到2016年,大堡礁的珊瑚损失了70%以上,一些科学家称珊瑚灭绝为灭绝事件。

珊瑚礁 重要的不仅仅是因为他们're 非常美丽的地方 供人类浮潜潜水;他们也是 生物多样性热点: "所有海洋鱼类物种的四分之一居住在珊瑚礁中,5亿人依靠这些'水下雨林'为了他们的生计" according to the 世界观察研究所.

迅速的珊瑚流失和珊瑚礁的重要性令人不安的组合意味着研究人员正在努力寻找使珊瑚存活的方法-这很棘手,因为珊瑚根据它们所处的位置面临着不同的威胁'重新定位。在某些地方,威胁是水污染,在其他地方,则是's 来自温暖水域的热应力 由气候变化引起,而海洋酸化会杀死其他地方的珊瑚。这些问题中的任何一个或全部都给珊瑚带来了压力,削弱了它们的免疫系统,更容易被疾病杀死。

科学家们现在正争先恐后地保存东西's left of Earth'的珊瑚礁,集思广益并测试各种策略。这些想法中有许多是在美国国家科学院,工程学和医学研究院的两份报告中收集的,该报告于2004年发布。 2018年11月2019年六月。正如报告所指出的那样,人类的帮助可能"buy time"珊瑚礁,但要真正拯救它们,就需要应对它们面临的主要生存威胁:气候变化。

同时,以下是科学家正在考虑的一些策略,以帮助珊瑚生存和繁殖尽可能长的时间。

1.云增亮

大堡礁空中
增亮云层可以偏转有害的太阳辐射,从而保护珊瑚礁。 (照片:尼古拉斯·波伊佐特/ Shutterstock)

为了拯救海洋中的珊瑚礁,一位海洋学家正在向天空寻求帮助。悉尼大学研究员丹尼尔·哈里森(Daniel Harrison)正在研究一种称为"cloud brightening,"它会利用云层为珊瑚礁提供保护性屏障。

云增亮包括将海水泵送通过过滤器,然后使用风扇将水喷向云层。水会在天空中蒸发,但是水中的盐粒会留在后面并与其他水凝结,因此使云看起来更亮。从理论上讲,更明亮的云会使太阳偏转'射线,这将使海水温度保持凉爽,从而有望防止珊瑚礁褪色和死亡。

"一个液滴产生了一个气溶胶颗粒,然后该颗粒增长了1500万倍,变成了云滴," Harrison told the 悉尼先驱晨报.

哈里森(Harrison)在三月下旬的早期试验中说,结果是"非常非常令人鼓舞。"

"所有的研究都是理论性的……所以这是一个绝对的世界,它首先是出去并尝试吸收海水并将其转变为这些云凝结核," he 告诉法新社.

为了进行实验,他们使用了一个船上风扇,将盐晶体喷向空中。尽管结果令人鼓舞,哈里森说他们'd需要至少四年的研究才能证明该理论。

"如果它能按我们希望的那样工作,那么也许我们可以将漂白压力降低约70%,这几乎是所有死亡率的可能。"

2.利用声音的力量

最新的非传统解决方案涉及扬声器和一些欺骗手段。健康的礁石是相对嘈杂的地方,这些科学家利用它们的优势,在不健康的礁石环境中播放健康礁石的声音,以观察生态系统的反应。

来自埃克塞特大学,布里斯托大学,澳大利亚的詹姆斯·库克大学和澳大利亚海洋科学研究所的国际研究人员团队使用了该技术。"acoustic enrichment"在大堡礁进行了为期六周的实验。他们 在《自然通讯》上发表了他们的工作.

令他们惊讶的是,它不仅使回来的鱼类数量增加了,而且留下的鱼类数量也增加了大约50%。

"健康的珊瑚礁是非常嘈杂的地方-爆裂的虾的啪啪声和鱼的嘶嘶声和咕gr声共同形成了令人眼花biological乱的生物音景,"埃克塞特大学海洋生物学教授,该研究的资深作者斯蒂芬·辛普森(Stephen D. Simpson) 在大学新闻稿中说. "由于虾和鱼的消失,珊瑚礁在退化时变得幽灵般安静,但是通过使用扬声器恢复这种失去的音景,我们可以再次吸引幼鱼。"

3.辅助进化

照片:Debra James / Shutterstock

这种方法使用珊瑚碎片,并依靠最适度的生存方法,重点是可以耐受,生存甚至在较热的酸性水中繁盛的珊瑚。

佛罗里达礁岛群中的一组科学家将珊瑚碎片分解并将其浸入酸性热水罐中。幸存下来的碎片被附着在人造物上"trees"在水下,这样它们就可以继续生长,然后再移植回原来的珊瑚礁。它'这是一个艰苦的过程,其中涉及将每个单独的片段一个接一个地重新植入。

他们的努力似乎正在取得回报。

"它已经有所作为,"美国国家海洋和大气管理局珊瑚礁监视项目的协调员马克·埃金(Mark Eakin)告诉 洛杉矶时报. "有些地方30年来没有分支珊瑚了,现在你出去看看海底,说:'哇,这看起来像以前一样。'"

4.水中繁殖

自2000年代初以来,一直在水中进行繁殖,它适用于鹿角和麋鹿角珊瑚等快速生长的珊瑚,它们自然分裂并在水柱中漂移,作为漂浮在陆地上的蒲公英种子在新地区扎根。但是,正如您在上面的视频中看到的那样,人类不是手动等待这种情况自然发生,而是手动进行破碎和重新种植。

"There'这项技术的成功记录,"大自然保护协会南佛罗里达州项目经理克里斯·伯格(Chris Bergh)说。

5.换肤

有些珊瑚,例如脑珊瑚,可能需要100年才能长成一平方米。一种新技术涉及到将较大的一块巨石珊瑚中的一小部分种植起来,然后将其附着在旧的,漂白的基底上。

"科学家将它们粘在整个珊瑚头上,而不是像发夹或草塞那样碰触。那里'不需要在每平方英寸上种植" Bergh says.

由于自然的压力反应,小珊瑚比从头开始生长并更快地覆盖老珊瑚的表面。由于珊瑚的繁殖取决于大小而不是年龄,因此,年轻的珊瑚可以在更短的时间内达到成熟并开始繁殖。

6.遗传选择

红海珊瑚鱼
科学家发现,红海中的珊瑚可能具有天然耐热性,并且能够承受比正常情况高几度的温度。 (照片:Svetlan / Shutterstock)

珊瑚已经存在了5亿年(相比之下,人类只存在了200万)。因此,在他们的DNA中 有应对变化的工具 -只是没有现在发生的变化快。因此,科学家们一直去到珊瑚遭受虐待的地区,例如瓦胡岛(Oahu),一些珊瑚幸存下来的原始污水幸存下来;或者澳大利亚,发生了上述大规模漂白事件,甚至红海,珊瑚都生活在高海拔地区温度—并收集什么样品's left.

逆转座子,也称为"jumping genes,"是复制和突变的基因。 2017年,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究人员在沙特阿拉伯发现了与耐热性相关的基因。 共生藻类 生活在珊瑚中。从理论上讲,这些基因将使藻类更加耐热,如果藻类能够在更高的温度下生存,人们希望珊瑚也将如此。

7.加电

在地球的某些地区,科学家们 用Biorocks重建珊瑚礁,它们是钢框架结构,通过框架产生低电压的电脉冲。电流通过海水并产生化学反应,该化学反应将石灰石矿物质包裹在珊瑚上,类似于年轻珊瑚产生的天然涂层。

"这些电流对人类所有海洋生物都是安全的," explains the 吉利生态信托,这是一家非营利性组织,已在印度尼西亚各岛周围建立了100多个Biorock结构。"原则上,Biorock结构的大小或形状没有限制,如果允许的话,它们可以长数百英里。石灰石是硬珊瑚的最佳基质。"

根据非营利组织的说法 全球珊瑚礁联盟,生物岩礁有助于加快珊瑚的生长,并使它们对温度和酸度的增加更具抵抗力。

8.基因存储库

这就是漂白珊瑚的样子。 (照片:Ethan Daniels / Shutterstock)

最坏的情况是,在接下来的50至100年中,我们将失去许多或全部珊瑚。我们需要有一个他们遗传信息的资料库'即使它们从野外消失,仍然有恢复的可能性。

"我们需要收集这种遗传多样性并在此期间寻求帮助'海洋中仍然有很多多样性,"史密森尼保护生物学研究所资深研究员玛丽·哈格多恩(Mary Hagedorn)'夏威夷夏威夷卡尼奥赫市的 美国国家公共电台's 科学 Friday.

It'鼓励所有这些工作正在进行中。"我们造成了这些问题,"微粒海洋实验室总裁Michael P. Crosby&佛罗里达州萨拉索塔的水族馆, 告诉《纽约时报》。 "我们必须积极参与帮助珊瑚回来的活动。"

但是,尽管对珊瑚有了新的希望和行动,但现在减轻全球变暖和水污染显然会更简单(更不用说降低成本了)。