我们的研究小组培育出了能够更好地抵御海洋热浪的珊瑚。我们的工作现已发表在自然通讯，表明即使在一代人内也有可能提高珊瑚的耐热性。
我们使用选择性育种来做到这一点：人类使用了数千年的技术来培育具有理想特性的动植物。选择性育种是人类如何将像狼一样的狗变成圣伯纳犬、吉娃娃犬和之间的一切。
现在，选择性育种被视为自然保护的一种工具，特别是珊瑚礁。 Coralassist 实验室（我们所属）和帕劳国际珊瑚礁中心一直致力于珊瑚热浪生存的专门研究。我们的最新成果是七年工作的结晶。
海洋热浪引发大规模珊瑚白化和死亡，2023-2024年被宣布为第四次全球大规模白化事件。辅助进化方法？比如选择性育种？旨在促进自然适应，为珊瑚争取时间。
然而，与未来预计的海洋热浪强度相比，我们选择性培育的珊瑚的耐热性改善幅度不大。虽然选择性育种是可行的，但它可能不是万能的。我们仍然需要通过减少温室气体排放来解决大规模珊瑚白化的原因，以减轻气候变暖，并为辅助进化计划提供生效的时间。
如何培育耐热珊瑚
第一步是确定珊瑚礁上许多潜在母体珊瑚的耐热性。然后，我们选择特定的个体来培育两个独立的后代家族，根据高耐热性或低耐热性进行选择。我们将这些后代饲养了三到四年，直到它们达到生殖成熟，然后测试它们的耐热性。
我们针对两种不同的性状进行了选择性育种试验，要么是对短期强烈热暴露的耐受性（温度比正常水平高 3.5°C，持续十天），要么是不太强烈但长期暴露更典型的自然海洋热浪（2.5°C）高于一个月平均水平）。这使我们能够估计每个性状的遗传力、对选择性育种的反应以及这两个性状是否具有共同的遗传基础。
选择具有高耐热性而不是低耐热性的父母可以增强其成年后代对这两种测试性状的耐受性。
遗传力在 0 到 1 的范围内大约为 0.2 到 0.3，这意味着后代耐热性的变异大约有四分之一是由于从父母传递的基因造成的。换句话说，这些性状具有自然和人工选择可以发挥作用的实质性遗传基础。
我们根据以下方面来衡量累积热应激和耐受性度-加热周（°C-周），它反映了天气的热度和持续时间。鉴于这些特定珊瑚中发现的性状变异性，理论上耐热性可以在一代内每周提高约 1°C。
然而，即使这种程度的增强也可能不足以跟上更加强烈的热浪。根据气候行动，预计未来几十年热浪的强度将增加约3°C-每十年周，比我们研究中实现的增强更快。
有趣的是，针对高而不是低的短期应激耐受性而选择性培育的珊瑚在长期热应激暴露下的生存能力并没有更好。由于没有检测到遗传相关性，这些特征很可能是由独立的基因组驱动的，而善于在短期剧烈热应激中生存的珊瑚不一定最擅长在长期海洋热浪中生存。
这将产生重要的影响，因为这样的工作将受益于廉价而快速的测试，可以有效地识别耐热菌落进行繁殖。然而，如果这些测试无法预测哪些珊瑚群能够在长达一个月的热浪中生存下来，那就构成了严峻的挑战。
扩大选择性育种
由于可以选择性地培育珊瑚以提高耐热性，因此下一步是在野外进行大规模试验。这可能需要部署大量选择性繁殖的珊瑚，可能是通过将珊瑚幼虫直接播种在珊瑚礁上，或种植在水产养殖设施中饲养的珊瑚。
为了实现这一目标，外植的珊瑚必须能够自我繁殖，并为野生种群基因库做出贡献。在非常大的范围内进行这项工作将具有挑战性，但可能没有必要补充大面积的珊瑚覆盖范围。
相反，建立一个由较少的战略性幼体生产中心组成的网络可能就足够了，其中包含高密度选择性繁殖的珊瑚，以最大限度地提高受精成功率。这些中心将用于为其他珊瑚礁播种，并可以为有针对性的行动提供更多亲鱼。
仍然需要进行更多的研究和开发，许多关键问题仍未得到解答。需要移植多少珊瑚才能达到预期的效果？我们能否确保不存在可能损害人口的权衡（迄今为止的证据表明这不是一个大风险）？一旦添加到野外，我们如何避免所选性状的稀释？我们如何才能最大化对选择的反应？
鉴于海洋变暖的速度，辅助进化的优化与实现他们需要尽快实现这一目标，才有机会获得成功，即使只是小规模的成功。最重要的是，珊瑚礁的生存仍然取决于紧急的气候行动。
利亚姆·萨蒙，气候变化生态学与进化博士后研究员，纽卡斯尔大学;阿德里亚娜·胡马内斯，纽卡斯尔大学珊瑚礁生态学博士后研究员，纽卡斯尔大学， 和詹姆斯·格斯特，《珊瑚礁生态学》读者，纽卡斯尔大学
