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      在加勒比海，研究人员正在努力恢复这些长满尖刺的“守护者”的数量。它们会吞食珊瑚礁的藻类，防止珊瑚因藻类的肆意生长而窒息。

      在佛罗里达州坦帕湾南部，一个宁静的社区与一片红树林之间，放置了一些专门设计的水族箱。成千上万只海胆幼体就在水族箱里翻滚、浮游。佛罗里达水族馆和佛罗里达大学的科学家们悉心照料着这些小海胆，每天都会在显微镜下检查它们是否有发育为稚海胆——看起来就像成体海胆的缩小版——的迹象。能成功长大的海胆寥寥无几。在实验室中培育的每一百万个胚胎中，只有大约十万个会长成幼体；其中，最多只有2000个会最终长为成体。

      在当前这个特殊的时刻，加勒比海的珊瑚礁需要所有能够长大成熟的海胆。

      冠海胆（Diadema antillarum）在加勒比海珊瑚生态系统中发挥着至关重要的作用。在有些地方，数量过多的海胆被视为海洋一害。例如，在加利福尼亚海域，潜水员会用锤子敲碎紫色球海胆（Strongylocentrotus purpuratus），以防止它们破坏海藻林。而在加勒比海，冠海胆却堪称无名英雄。这种海胆颜色黝黑，体型圆胖，身上的棘刺向四面八方伸展，有的甚至跟毛衣针一样长。如果不是它们吃掉了大量的藻类，珊瑚很可能就会因藻类的生长而窒息，珊瑚幼虫也无法附着在岩石上，长成珊瑚群。

      海胆实验室团队成员、佛罗里达水族馆的生物学家亚历克斯·佩特罗西诺（Alex Petrosino）说：“它们是非常简单的动物，但它们的工作却卓有成效。”海胆的放射状棘刺汇聚在中心处精致而圆鼓鼓的骨架上，上面遍布供管足使用的小孔和棘刺所附着的凸起。海胆的嘴位于骨架底部（腹面，又称口面）的中间，配备有钙质锥体和牙齿，用于从坚硬的表面刮下藻类（海胆的口器形态独特，被称为“亚里士多德提灯”）。佩特罗西诺称冠海胆为珊瑚礁的清洁工，因为它们清洁珊瑚礁表面的效率非常高。

▲疾病已经杀死了加勒比海地区约97%的冠海胆，包括最北端的百慕大。这危及到了依靠海胆清除有害藻类的珊瑚。

图/ University of Florida

      然而，在20世纪80年代，一种未知的疾病杀死了整个加勒比海地区约97%的冠海胆，最北端的百慕大也不例外。后来，一种被称为纤毛虫的单细胞生物又导致这种海胆进一步消亡。

      由此，藻类占据了珊瑚曾经的家园。自20世纪70年代以来，加勒比海的活珊瑚覆盖率总共下降了80%以上。除了疾病、水质下降、气候变化和过度捕捞等因素，海胆的减少使问题更加严重，尤其是在佛罗里达州，污水、化肥和土壤营养物质径流滋养了海水中的藻类，而日益温暖的夏季也促进了藻类的生长。尽管鱼类等动物也会经常摄食藻类，但过度捕捞使许多珊瑚礁失去了足够的粗食动物（珊瑚礁动物特别是鱼类，根据其食性可分为粗食grazer、精食browser、刮食scraper及掘食excavator等不同功能群）。在一些地方，海胆已经回归，但大多数珊瑚礁并没有足够的海胆来清除藻类。

      为了解决这个问题，佛罗里达水族馆与佛罗里达大学的水产研究人员展开合作，将更多的海胆带到世界上。现在，由该团队所培育的冠海胆，正由合作伙伴放生到佛罗里达州等地区已陷入困境的珊瑚礁中。他们的目标是开发出可以大规模应用的海胆培育方法。

      如果能在实验室中高效地大规模培育海胆，那就有可能用它们来作为启动种群，用来修复那些野生海胆无法自行恢复的海区（有时是因为没有足够的成年海胆参与繁殖，或者因为珊瑚减少导致海胆栖息地减少，还可能因为海藻中隐藏着螃蟹等捕食者，这些捕食者会吃掉年幼的海胆）。在波多黎各和加勒比海的萨巴岛（荷兰的特别自治市），研究人员也在研究海胆种群恢复的问题。这些研究在加勒比海以外的地区也很有意义，因为红海和印度洋上的另一种冠海胆也受到了纤毛虫的攻击。

      然而，培育冠海胆并非易事。


      海胆的培育工作是与佛罗里达水族馆保护园区的其他项目在同一个地方进行的。宽敞明亮的实验室里，获救的受伤海龟正在巨大的水族缸里等待兽医治疗。附近的一个温室里，数以千计的珊瑚在宽大的浅水池中安静地生长着，它们有朝一日可能会补充到加勒比海的珊瑚礁中。在这些充满魅力的生物之间，生活着许多处于不同生命阶段的海胆。

       博士后研究者亚伦·皮尔尼克（Aaron Pilnick）指着其中一个水族缸说：“我们现在就有海胆幼体在里面。”这个40升的水族缸里有成千上万只小海胆，但它们太小了，透过玻璃你只能看到海水。

      水族箱的形状很奇怪，一边是弧形，另一边是方形。水流在水族箱里环绕，带着微小的海胆幼体不停地游动。冠海胆幼体不善于游泳，如果没有持续不断的水流，它们就会下沉，最后死去。但水流也不能太快，否则这些幼体会互相撞击，它们还是相当脆弱的生物。每只幼体都有两只长臂从小小的身体里伸出来，如果一只臂折断，幼体就会死亡。有些幼体的长臂足有4毫米长，而身体只有0.5毫米宽。“这相当于身体宽度的8倍！”佛罗里达大学水产养殖专家兼海胆实验室负责人乔希·帕特森（Josh Patterson）说道。

▲佛罗里达大学和佛罗里达水族馆的研究人员利用专门设计的水箱培育冠海胆幼体。

图/ University of Florida

      “它们在幼体阶段非常敏感，”帕特森补充道。他曾在普通水桶中养殖过其他海胆种类，相较而言，冠海胆需要更特殊的照料和更好的水质。有一次，不干净的水使一批冠海胆幼体生了病，一位兽医开了抗生素处方，并全面换水，这才帮助幼体康复。为了避免海胆幼体再次服用抗生素，帕特森和他的团队改进了水质净化系统，并增加了一个巨大的紫外线滤色器，用来杀灭细菌。

      帕特森指出，冠海胆的另一个“疯狂之处”是“幼体阶段与成体阶段完全不同”。每只幼体的体内都生长着一个小海胆，等待着蜕变，就像即将化成蝴蝶的毛毛虫一样。在帕特森认为，它们更像是飞碟，里面载着一个个小外星人。

      如果一切顺利，海胆幼体会在4到6周内变成缩小版的成体。帕特森展示了一张显微镜图片，可以看到新生海胆的微小球形骨架、放射状棘刺和滑稽的巨大管足。这些海胆的直径总共只有1毫米，比铅笔尖大不了多少，但已经有了长大之后的模样了。

▲如果一切顺利，海胆幼体将在4到6周内变成迷你版的成年海胆。第二张照片中的这些稚海胆比铅笔尖还小。

      幼体变成小海胆后，研究人员会把它们转移到隔壁温室中宽阔的浅水池里，这是它们走向海洋的下一站。在那里，它们将在没有天敌威胁的情况下成长。在温室里，海胆有时会与较小的珊瑚群落共用一个水箱，帮助这些珊瑚远离藻类困扰。皮尔尼克指着一个水箱说，这个水箱里有很多1岁大的海胆，它们的身体直径不到10厘米，棘刺长度和钢笔差不多。

      水箱里有石块和小段的PVC管，看起来就像海胆的小车棚，可供它们在里面栖息。研究人员希望海胆能够利用这些结构来进行夜间活动，即白天躲起来，晚上出来觅食。野外环境下，这种本能有助于海胆避免被螃蟹、火刺虫（一种多毛纲海洋蠕虫）或姬鳞鲀（Balistes vetula，俗称女王炮弹）吃掉。不过，当我们观察水箱时，只有部分海胆会躲在PVC管或岩石下，，这表明并非所有实验室饲养的海胆都有躲藏的本能。

      “如果你被养在鱼缸里，你作为海胆的行为就会与你在珊瑚礁里的行为不太一样，”皮尔尼克解释说，“这可能会对捕食或迁移等行为产生很大影响"。

▲研究人员将实验室培育的海胆放入水箱中，与实验室培育的珊瑚放在一起。有朝一日，这两种生物可能都会被释放到海洋中，帮助修复陷入困境的珊瑚礁。

图/ University of Florida

      相邻的一个水箱里装满了从佛罗里达群岛附近的小块珊瑚礁里采集来的十几只完全长成的海胆。在移动海胆时，研究人员会用一把大叉子放到海胆下方，避免被毒刺扎伤。截至2024年4月，该实验室共培育了5403只海胆。虽说这一数字远不足以恢复整个生态系统，但相比2018年项目开始时，已经是“突飞猛进”了。

      2018年和2020年，最开始的几次尝试未能培育出任何海胆，但2021年，团队成功培育出100只成年海胆。到2022年的年中，他们开始持续产出海胆；2023年底的一批海胆产量超过了1800只。

      既然知道了如何培育海胆，研究人员下一步就是了解这些实验室饲养的海胆放入野生生态系统后，会发生什么变化。


      2021年，当研究人员将一批稚海胆放入佛罗里达群岛中部的浅水区时，这些长满尖刺的球体在海底岩石和沙地上四处乱窜，寻找庇护所。它们游向岩石间的缝隙，或挤在鹿角珊瑚的枝干底下。从那时起，海胆实验室的合作伙伴又陆续放生了更多海胆，并研究这些培育海胆在野外的反应：它们是否会对珊瑚礁产生影响？什么样的策略可以帮助更多的海胆存活下来？不过，要追踪海胆的具体去向并不容易。它们不能像其他野生动物那样贴上定位标签，而且在白天很可能会隐藏起来，因此很难被发现。

      “我们已经取得了长足的进步，但显然还有很多工作要做，”帕特森说道。尽管存在各种未知数，但他依然乐观。他和皮尔尼克发现，即使珊瑚礁里的成年海胆数量稀少——每6.5平方米只有1只海胆——也能抑制藻类，“这些家伙吃得很多，真是不可思议”。

▲单靠海胆还不足以拯救苦苦挣扎的珊瑚礁，但它们可以在人类努力减少温室气体排放的同时，帮助争取时间。

图/ University of Florida

      但海胆和其他粗食动物的缺乏只是影响珊瑚礁的众多问题之一。这其中，气候变化带来的海洋热浪是尤为严重的威胁。2023年，佛罗里达州和加勒比海其他区域出现前所未有的高温，导致珊瑚大面积白化和死亡。这是一次全球性白化事件的开端，也是有记录以来的第四次、过去十年中的第二次白化事件。

      当然，贪吃的海胆并不能防止海洋热浪或保护珊瑚免受白化，但它们可以帮助珊瑚礁在热浪过后反弹，在人类减少化石燃料排放的同时争取时间。帕特森说：“我们在这里做的这件小事，是为了在这些更大的问题得到解决的同时，努力维持一切。”

      当珊瑚在海洋热浪中死亡时，珊瑚礁就会腾出空间，如果没有海胆，这些空间很快就会被藻类覆盖。温室水族箱里的情况也是如此。如果没有海胆，水族箱的表面就会被毛绒绒的绿藻覆盖，阻碍珊瑚幼体的生长。不过，在其中一个温室水族箱里，一只豌豆大小的海胆将一小块珊瑚周围的藻类都吃光了。海胆只是在进食，所有动物都有这样的本能，但它也为珊瑚的生长创造了空间。只要有一点帮助和一点希望，它们的后代或许有一天会成为野生珊瑚礁的一部分，为各种生机勃勃、欣欣向荣的生命提供栖息地。

 

By Lisa S. Gardiner. The Very Hungry Urchins. 

https://hakaimagazine.com/features/the-very-hungry-urchins/