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凯莉·奥尼尔（Keri O’Neil）穿着印有佛罗里达水族馆标志的海军蓝高领衫，在迈阿密国际机场抱着一个白色保温箱。“珊瑚宝——贝——比，”她说，然后短促地笑了一下。如释重负。这个容器里装着10个装有数千个微小桃色颗粒的塑料瓶。它们呈玉米片状，长度不超过一毫米，是鹿角珊瑚的幼体，这种濒危物种对于佛罗里达礁岛群和加勒比海的珊瑚礁来说，其标志性地位堪比北极熊对北极或巨杉对内华达山脉。
奥尼尔将珊瑚幼体保持在27°C的温度下，放在她汽车后备箱里的保温箱中，然后开车返回坦帕的佛罗里达水族馆，她在那里担任该水族馆保护中心的高级珊瑚科学家。一旦到达那里，幼体就开始从自由游动的颗粒转变为固着的水螅体，也就是构成该物种的、呈分支状、鹿角状的形态的开端。奥尼尔和她的同事们为珊瑚提供了生命初期所需的全部条件：有轻柔水流的温水、寄生在珊瑚细胞内的共生藻类、柔和的阳光，以及一些“用藻类调味”的陶瓷方块，作为幼体的着陆点。
幼体向水螅体的转变，是2018年夏天在委内瑞拉海岸外的库拉索岛上开始的一个珊瑚繁殖项目的最后一步，该项目汇集了一批专注于珊瑚发育某一特定阶段的保育人士和科学家。从大规模繁殖事件期间收集卵子，到精子低温保存，再到受精和幼体生长，每一步都必须顺利进行，项目才有可能成功。“这就像是地球上压力最大的接力赛，”库拉索海洋生物多样性研究与管理基金会的珊瑚科学家克里斯汀·马哈维（Kristen Marhaver）说，她通过在距实验室45分钟车程的一个珊瑚礁上进行夜间潜水收集卵子，帮助启动了这场接力赛。当奥尼尔在迈阿密领取她的珊瑚“宝贝”时，佛罗里达州萨拉索塔的莫特海洋实验室和水族馆的另一组科学家也收到了他们自己的。两个实验室都承受着巨大的压力。如果现在失败，就意味着在冲刺阶段的前夕丢掉接力棒。
然而，如果说有什么不对劲的话，那就是他们的努力过于成功了；数百个幼体变成了半透明、脆弱的组织团块（每个都是一个单独的水螅体），然后开始分裂，在它们浅水、开放式水箱的清澈水中分支生长。鹿角珊瑚平均每年生长五到十厘米，对于珊瑚来说，这速度堪比竹子。为了防止它们缠绕在一起，奥尼尔不得不在接下来的一年里，将她的珊瑚群落切开、分开，并转移到不同大小的浅水池中。“我们差点养成了6英尺乘4英尺（1.8米乘1.2米）的固体鹿角珊瑚，由400个不同的个体组成，”她说。“它们简直要长出水箱了。”
奥尼尔水箱里一排排的珊瑚，就像一扇通往过去世界的窗户。佛罗里达礁岛群的珊瑚礁曾经由鹿角珊瑚占据主导。生物学家、环保主义者和作家——尤其是《寂静的春天》的作者，但也写了多本关于海洋的书——雷切尔·卡森（Rachel Carson）在游览这些像猛禽喙尖一样弯向南方的岛屿时，用“水玻璃”（一种类似玻璃底船的仪器）观察浅水区。通过这个简单的窗口，她看到了成片的“石头树”，一片珊瑚林。如今，经过数十年的疾病、沿海开发和白化，该州95%以上的鹿角珊瑚已经消失。而且，这个种群不仅数量减少，就像被砍伐的森林一样，内部也变得贫瘠。礁岛群的一些珊瑚礁源自一个通过断裂繁殖的个体——父母珊瑚的碎片脱落并开始新的群落。这种繁殖方式允许珊瑚扩散，但由于缺乏性繁殖带来的基因混合，这些克隆体更容易受到疾病等干扰的影响。奥尼尔在佛罗里达水族馆培育的珊瑚幼体则不同；它们是精子和卵子的产物，是基因的重新洗牌，是基因独特的珊瑚团块的生长。重新引入它们可以提高珊瑚的遗传多样性——迅速搅动基因库——并拯救一个退化的生态系统。但它们的重新引入也可能导致其灭绝。
隐藏在佛罗里达水族馆珊瑚的基因密码中的，是一张非典型起源的地图：从库拉索收集的卵子是用加勒比海（包括佛罗里达）的精子受精的。虽然是同一个物种（Acropora palmata），但这些珊瑚种群在野外是不会繁殖的。两者之间相距数百公里，并被大安的列斯群岛的岛链隔开——对于任何精子来说，这是一次不可能的旅程。佛罗里达水族馆中储存的珊瑚是人类之手创造的产物，是近期——而且通常具有争议性——的保护趋势“辅助基因流”的最新进展，即把现有的遗传多样性转移到新的地方。
玛丽·哈格多恩（Mary Hagedorn）是史密森尼保护生物学研究所的高级研究科学家，她在夏威夷大学马诺阿分校工作，她对这些珊瑚的贡献最大。哈格多恩飞往加勒比海，指导该项目从头到尾。是她的研究使得这项工作成为可能。自2004年以来，她开发了低温保存技术，可以将珊瑚精子冷冻，并且——同样重要的是——在解冻后保持其活性。尽管低温保存技术在人类和其他哺乳动物的试管婴儿领域已经使用了几十年，但直到最近几年，其他珊瑚保护学家才开始采用哈格多恩的珊瑚精子低温保存技术。时任美国国家海洋和大气管理局珊瑚恢复经理（现已转至私营部门）的汤姆·摩尔（Tom Moore）说，在这些方法最为关键的时刻，哈格多恩的研究已经发展成为一门扎实的科学。“我认为在未来几年，我们将看到更多这样的工作。”
如果没有冷冻精子的选择，珊瑚保护主义者不得不工作在这些性细胞仅有几个小时活力的范围内。在佛罗里达州，摩尔说，来自佛罗里达礁岛群南部（Lower Keys）的科学家会驱车向北，与来自礁岛群北部（Upper Keys）的同事会面，并在路边交换精子样本，然后在精子停止游动之前在那里进行受精。然而，通过使用液氮冷冻精子的选择，样本可以长距离运输——例如，从佛罗里达到库拉索。然后，当从珊瑚礁收集到卵子时，就可以解冻精子，并以最有可能实现受精的浓度使用。哈格多恩的工作开启了新的可能性，而这些可能性在几年前还很大程度上被忽视了。
哈格多恩的研究多年来一直自费进行，几乎在2011年12月被迫停止。她的积蓄已经花光，资助者似乎没有看到她工作的潜力。“我离关闭我的实验室只有一个月了，”她说。然后，她接到了一个意想不到的电话，来自罗登贝瑞基金会（Roddenberry Foundation），这是一个以《星际迷航》的作者吉恩·罗登贝瑞（Gene Roddenberry）的名字命名的慈善组织。由于哈格多恩的工作符合大胆而独特的科学标准，该基金会希望资助她的研究五年。从那时起，她的研究范围扩大到冷冻幼体、冷冻珊瑚共生藻以及冷冻珊瑚碎片，并且已被世界各地的实验室采用。为了帮助她的低温保存方法传播，哈格多恩开设了讲习班，并免费分享她的技术；她设备的构建说明可以下载，然后使用3D打印机制造。
与人类的试管婴儿一样，珊瑚受精也不是一门完美的科学。在一项2017年发表的研究中，哈格多恩和她的同事们表明，冷冻珊瑚精子的受精率明显低于新鲜精子，大约为50%对90%以上。而且，这些数据是基于生活在同一珊瑚礁上的邻居珊瑚。研究人员希望在未来增加遗传多样性（通过辅助基因流），但问题仍然是，经过数千年隔离的种群是否能产生可行的后代，特别是在它们的精子被冷冻后。将佛罗里达礁岛群的鹿角珊瑚与库拉索的鹿角珊瑚进行繁殖的想法，是对哈格多恩方法的一次极端考验。奥尼尔说，这是珊瑚保护的“登月计划”。“我们想做一些前所未有的事情。”
马哈维认为他们只有百分之五到百分之十的成功几率。现在有数百个健康的珊瑚坐在水箱里，这几乎超出她的想象。环保主义者对濒危、灭绝和损失的震动更加敏感。实现“登月计划”的成功，是一个陌生的领域。既然不可能已经成为可能，下一个障碍就是从实验室走向海洋，这是一个并非所有人都习惯的飞跃。
正如在医学实践中一样，修复病态生态系统的第一条规则是primum non nocere，“首先，不造成伤害。”佛罗里达渔业和野生动物保护委员会（FWC）的项目和政策协调员丽莎·格雷格（Lisa Gregg）担心，这些珊瑚不适合佛罗里达礁岛群当地的条件，卡森称之为具有“独特而强烈的自身氛围”的地方。这些岛屿是由沉积形成的，而库拉索和东加勒比海的岛屿是火山活动形成的。此外，佛罗里达礁岛群还面临着独特的综合问题，从传染病到沿海开发，从飓风到珊瑚白化。“我们这里有很多问题，”奥尼尔说。“而且很有可能，在经历了所有这一切之后仍然生活在佛罗里达州的珊瑚，可能是最适合生活在佛罗里达州并产下可能在佛罗里达州生存的后代的那些。”如果引入库拉索的基因，可能会导致繁殖率下降、寿命缩短或对当地疾病的抵抗力降低。这种“杂种优势不足”（outbreeding depression）起初可能不易察觉，但会一代一代地慢慢削弱一个种群。引入没有经历过相同历史的基因，可能是一种走向灭绝的棘轮效应。
然而，这种杂种优势不足的风险非常低——许多环保人士认为，这是对佛罗里达礁岛群的末日预言。“我不认为库拉索[基因]会对佛罗里达本土种群造成重大损害，”德国奥尔登堡大学海洋保护与恢复负责人伊莉安娜·鲍姆斯（Iliana Baums）说，她自1998年以来一直在研究鹿角珊瑚。“但这取决于我对其他物种的文献、建模等知识。我没有直接证据。”直接证据需要重新引入，这是保护的“鸡生蛋，蛋生鸡”困境；正是因为有争议且潜在危险的事情，也是通往理解的途径。
格雷格从项目一开始就明确告知奥尼尔、马哈维、哈格多恩及其同事。“他们从一开始就知道……他们将无法将珊瑚移栽到野外。这从未被质疑过。”她说，FWC在保护佛罗里达珊瑚礁方面奉行“最近邻居”政策。“对于Acropora palmata，我认为最近的邻居应该是古巴或伯利兹。但其他可接受的引入珊瑚的区域是墨西哥或巴哈马。如果珊瑚来自库拉索，那距离佛罗里达就太远了。”
在近20年的研究和实验室几乎关闭之后，哈格多恩厌倦了等待。她同情FWC的做法，但也认为应该在“有限和受控的情况下”引入这个庞大的圈养珊瑚种群，鉴于A. palmata的危急状况。“佛罗里达现在珊瑚太少了，简直是个笑话，”她说。除了追踪它们的急剧下降，科学家们还试图寻找证据表明新的、通过有性繁殖产生的鹿角珊瑚正在该地区定居，但他们经常空手而归。由于该物种每年会大规模释放一次精子和卵子，自然招募的缺乏是一个令人担忧的迹象，表明这种大规模繁殖事件正在失败。更温暖的水域、污染、厚厚的藻类覆盖以及成熟珊瑚的稀少，都导致了新珊瑚幼体的定居困难。“无论如何，成功的有性繁殖——即卵子和精子的受精产生可游动的幼体——的成功率非常低，以至于它不再能支持该种群。”鲍姆斯说。“我们任何人都无法想象这些珊瑚种群会如此之快地灭绝。我想我们任何人都无法在10年前真正理解这一点……我认为我们正处于需要尝试新事物的阶段。”
即使有这种急剧的下降，奥尼尔说，现在还有时间尝试一种不那么极端的辅助基因流版本。既然佛罗里达-库拉索实验已经成功，她的团队可以考虑将来自墨西哥、巴哈马或古巴的珊瑚——这些地方相对来说只是近邻——与佛罗里达的种群进行杂交。这些种群能够自然混合：虽然精子无法在旅途中存活，但浮游幼体可以随着洋流从巴哈马到达佛罗里达，因此被认为是同一亚种群的一部分。格雷格表示，她将支持任何符合FWC“最近邻居”政策的鹿角珊瑚恢复项目。在此之前，这种辅助基因流将仅限于实验室和水族馆。
2021年12月，奥尼尔与她从桃色幼体培育到手掌大小的鹿角珊瑚新 recruits告别。随着项目的结束，它们正从佛罗里达水族馆运往莫特海洋实验室和水族馆，在那里它们加入了该研究中种植的其他珊瑚。有些珊瑚正在暴露于更温暖的温度下，以观察它们是否更能适应未来预测的更温暖水域。其他珊瑚将被运往美国各地的博物馆和水族馆。其余的则耐心地等待着，继续一点一点地生长，一个个水螅体。它们可能永远不会被释放到野外，但它们的存在本身就为珊瑚保护开辟了一个广阔的视野。如果如此不同的种群能够杂交并大量繁殖，几乎一切皆有可能。奥尼尔收集的下一批珊瑚宝贝，也只会是在保温箱里走得更短的距离。
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