温度、低盐度和减少的精子浓度对Acropora tumida和Platygyra carnosa受精与胚胎发育的影响

为何珊瑚的“婴儿步”很重要

珊瑚礁始于看不见的事件：每年少数几个夜晚释放到海中的成群卵子和精子。如果这些细胞未能相遇、融合并发育成健康的幼虫，整片礁体可能会慢慢消失，即便成年珊瑚表面看起来仍然存活。此研究提出一个简单却紧迫的问题，对香港已受压的珊瑚群落尤其重要：当海水在暴雨后突然变得更热或更冷且更淡，而由于礁体退化水中精子减少时，珊瑚能否仍然有足够的繁殖能力以恢复？

风暴海域与变化的海岸

香港处于“边缘”珊瑚环境，水温和盐度全年已大幅波动。气候变化正在使这些波动更为剧烈，海热浪和更强的降雨现在常与晚春至初夏的珊瑚繁殖季重叠。强降雨会在沿海礁区覆盖持续数日到数周的大片低盐水正好在珊瑚释放卵子和精子的时段。同时，人为引起的礁体退化导致紧密聚集的珊瑚群体减少，因此它们释放的精子很快被波浪和洋流稀释。

在实验室测试珊瑚繁殖

研究人员在香港海洋公园采集了两种常见硬珊瑚Acropora tumida和Platygyra carnosa的卵子和精子。在实验室中，他们在三种温度（偏冷、本地平均和偏暖）与四个盐度水平（从正常海水到严重被雨水稀释的淡水）组合下，精确混合已知数量的精子与小批量卵子。通过在广泛的精子浓度范围内重复实验，他们不仅能够观察有多少卵被受精，还能记录有多少胚胎正常发育或变形。

淡水与稀薄精子云相遇时

对受精最具破坏性的因素是低盐度。当盐度降至香港强降雨常见的水平时，两种物种的受精成功率都下降了约80%，即便精子充足。在较轻的盐度下降下，A. tumida已显著表现出受精率降低，而P. carnosa则相对更具耐受性。关键是，研究团队发现简单增加精子数量可以部分弥补淡水效应：在低盐度下要达到相同的受精率，需要更多的精子。这在真实海洋环境中令人担忧，因为成体珊瑚数量减少且强混合导致的精子密度通常远低于标准实验中使用的水平。

热、冷与畸形胚胎

温度变化对不同物种产生了特异性影响。对A. tumida而言，低于或高于正常的水温都会降低受精成功率，表明其在该生命阶段的适宜温度范围较窄。对P. carnosa，较冷的水降低了受精率，但稍暖的水反而有所提升，暗示其当前的产卵季节可能比理想温度略冷。然而，当研究者追踪受精后的胚胎时，观察到不同的胁迫模式。中度的盐度下降使两种物种大约三分之一到近一半的胚胎出现发育异常。较暖的水显著增加了P. carnosa的畸形胚胎，而较冷的水对A. tumida影响更强。这些畸形胚胎不太可能发育为能够游动、定居并构建新礁的健康幼虫。

这对未来礁体意味着什么

综合来看，研究表明强降雨带来的淡海水、仅几度的温度波动以及来自退化礁体的精子供应减少，可能在珊瑚繁殖的最初环节共同扼杀繁殖。即便部分成年珊瑚在热浪和污染中幸存，受精卵和正常胚胎的产生也可能大幅减少，导致新珊瑚数量不足以弥补损失。对于像香港这样的边缘珊瑚群落，这一繁殖瓶颈可能决定礁体是持续存在还是悄然消退。研究结果强调，保护珊瑚产卵场所、限制进一步的礁体退化并优先在易受影响的沿海区域开展修复工作，是在更混乱的气候下保持珊瑚种群更新的关键。

引用: Chang, T.K.T., Chan, J.T.C., Cheung, B.C.T. et al. Effects of temperature, hyposalinity, and diminishing sperm concentration on fertilisation and embryonic development in Acropora tumida and Platygyra carnosa. Sci Rep 16, 14338 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41257-0

关键词: 珊瑚繁殖, 气候变化, 盐度胁迫, 热胁迫, 香港礁石