日本琉球大學等的研究團隊發現，沖繩縣本島北部瀨底島周邊海域發生大規模珊瑚白化現象後，「鹿角珊瑚屬」這一類珊瑚中不同物種的雜交出現加劇。「白化」主要是海水溫度上升使珊瑚失去共生的蟲黃藻所致。研究指出，「即便面臨重大環境變化，珊瑚仍會通過持續發生雜交加以應對」，這一發現或可成為應對未來氣候變遷，恢復與保護自然方面的研究依據。
棲息於瀨底島的鹿角珊瑚屬雜交種。分枝形狀呈圓錐形，枝條上排列的突起大小相同，這兩點與親本物種不同（供圖：琉球大學）。
琉球大學熱帶生物圈研究中心利用日本氣象廳1980年以來監測的沖繩本島近海海水溫度數據，估算了珊瑚白化風險。計算方式為：累加超出最暖月平均水溫（閾值）的水溫偏差，若累加值超過4度則判定為「存在白化風險」，超過8度則判定為「白化風險高」。研究稱，自1998年全球發生大規模珊瑚白化以來，海水溫度上升引發的珊瑚白化風險持續上升。
海水溫度測量地點（左上）；本次研究的瀨底島周邊珊瑚棲息地（左下）以及基於海水溫度變化的白化風險的變化趨勢（供圖：琉球大學）
珊瑚的鑑定有一定難度，有時即便名稱相同，在不同國家也可能指代不同物種，這一問題已成為國際性難題。琉球大學熱帶生物圈研究中心瀨底研究設施的守田昌哉副教授（生物學領域）長期以來針對印度洋、太平洋及東海等海域的珊瑚，一直在探索如何解決這一問題。
守田副教授抱著「至少要為瀨底島周邊的鹿角珊瑚定名」的想法，嘗試對該屬珊瑚進行了詳細的實地觀測。結果發現，該區域混雜棲息著雖然與該屬3個物種的特徵極為相似，但大小及枝條頂端形態不同的珊瑚。
具體為芽狀鹿角珊瑚（Acropora cf.gemmifera）、粗野鹿角珊瑚（Acropora cf.humilis）與巨錐鹿角珊瑚（Acropora cf.monticulosa），它們均屬於鹿角珊瑚屬，而在自然界中有與此3個物種特徵相似的珊瑚，被鑑定為雜交種。與親本物種相比，這些雜交種或表面突起尺寸不同，或枝條大小不同。研究人員讓雜交種與親本物種交配，發現受精過程正常發生，由此認為這些珊瑚是雜交的概率較高。
2022年瀨底島南端的珊瑚礁（供圖：琉球大學）
為此，研究團隊針對三種雜交種進行了確認雜交屬性所需的「群體」基因組解析，結果發現，不同物種之間發生了基因交流。需要說明的是，珊瑚是由名為「水螅體」的單元聚集而成的生物，因此將外觀上的單個個體稱為「群體」。
守田副教授曾在既往研究中發現，當珊瑚精子濃度低於正常水平時，會與其他物種發生雜交。但這一結果來自實驗室，此前並不清楚是否適用於自然現象。而本次研究查明，在自然界中，當精子濃度降低，即所謂白化期間，雜交也會加劇。
接著，為推測雜交的發生時期，研究人員採用數理模型進行計算。結果顯示，自1998年白化發生後的25年間，基因出現了合。由於珊瑚一代大約為4～7年，所以相當於珊瑚用了5代的時間完成了雜交。其中，粗野鹿角珊瑚常與芽狀鹿角珊瑚發生雜交，而芽狀鹿角珊瑚也與巨錐鹿角珊瑚發生了一定程度的雜交。
鹿角珊瑚屬三個物種平均每代的有效基因穿透率。該數據量化了各物種向其他物種的基因雜交程度（供圖：琉球大學）
綜合上述結果可知，即便在「白化」這一對鹿角珊瑚屬而言的危機狀況下，鹿角珊瑚屬的珊瑚通過不同物種間雜交，維繫了生存。守田副教授回顧道：「粗野鹿角珊瑚在親族關係相對較遠的物種中也會留下基因，但其原因尚不清楚。本研究存在的侷限是，未能調查白化前珊瑚曾經的狀態。此次研究在‘該調查哪些內容’的參數確定方面，也頗費功夫。」
研究團隊表示，近年來，海水溫度持續處於偏高狀態，未來也將繼續開展研究，一方面調查海洋環境變化，另一方面獲取有關珊瑚基因領域的更多知識。
本研究的開展得到了日本學術振興會科學研究費資助項目支持，相關成果已於7月7日發表在美國科學期刊《Current Biology》的電子版上。
日文：JST Science Portal 編輯部
中文：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Current Biology
論文：Introgression and Adaptive Potential Following Heavy Bleaching Events in Acropora corals
DOI：10.1016/j.cub.2025.05.038
