面对气候变化和海洋变暖，世界珊瑚礁面临着不确定的未来，科学家被迫创造性地想出各种长期解决方案，其中就包括开发更耐热的新型珊瑚的想法。澳大利亚的研究人员通过一种被称为“定向进化”的技术在这一领域取得了新的成功。在了解这一技术之前我们需要知道什么是珊瑚白化。
为什么珊瑚会白化？
当珊瑚承受异常的海洋温度时，生活在它们组织中的藻类会受到压力并释放出来，导致错综复杂的藻类与珊瑚的伙伴关系变得支离破碎。温度变化、污染和过度捕捞等因素也会破坏这种关系，导致珊瑚驱逐藻类。一旦藻类消失，珊瑚明亮的白色碳酸钙外骨骼可通过透明组织可见，因此得名珊瑚白化。
据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）称，全球变暖导致的海洋温度上升已成为珊瑚礁面临的最大危险。只有1.8到3.6华氏度（1-2摄氏度）的温度峰值就会引发大规模的白化事件，影响数十到数百英里的珊瑚礁。2014年至2017年间，全球70%的珊瑚礁都受到了这类热应力的影响。
虽然白化过的珊瑚还活着，但没有藻类，珊瑚就很脆弱，更容易生病。据美国国家海洋和大气管理局称，如果水温持续几天或几周居高不下，白化珊瑚将开始死亡。即使如果水温恢复正常，珊瑚可以恢复藻类及其颜色，但生长最快的珊瑚也需要10到15年才能完全恢复。
解决方案
科学家希望通过两种方式来解决这一环境难题，一种是保护膜，它可以软化阳光；另一种是部署水下机器人，在珊瑚礁周围种植幼虫，提高藻类的耐热性。2019年，澳大利亚科学家就开始将珊瑚幼虫与藻类共同培养，以提高耐热性。科学家们正准备在大堡礁受损最严重的地区实地测试这项技术。
研究小组首先从珊瑚中分离出微藻，然后在一个专门的共生实验室中培养它们，同时使用所谓的定向进化技术。定向进化是指有机体暴露在受控的实验室条件下，旨在加速对这些条件的适应并增强某些特性，在本实验下就是提高耐热性。
随着藻类适应了更高的温度，它们被重新引入到珊瑚幼虫体内，建立一种共生关系，这种关系允许比普通珊瑚承受更大的热应力。这一点通过将它们暴露在与导致大堡礁最近一次白化事件中相似的水温下得到了证明。
虽然这项研究仍处于概念验证阶段，但研究人员表示，他们的方法有很大的提升空间，这主要是因为有可能将其应用于广泛的珊瑚物种中。
研究人员可以在水产养殖设施中大量种植这些热进化藻类。这种潜在干预的好处是，即使是少数几种热进化藻类也能与许多不同的珊瑚物种形成共生关系。例如，他们所研究的微藻物种与至少100种珊瑚形成了共生关系。因此，这可以帮助许多不同种类的珊瑚以相对较低的速度生长。
研究团队接下来的步骤之一是探索对完全成熟的成年珊瑚产生副作用的可能性，以及随着时间的流逝共生的稳定性如何。 该团队还将研究对方法的调整以如何加快定向进化过程。