“研究已经非常充分地证明，如果你把现在的珊瑚放到未来的条件下，它们很可能会死亡，” Mikhail Matz 解释道。这种相当严峻的说法如今已经有点轻描淡写了。就在本周，《自然》杂志上的一篇论文详细描述了在 2016 年和 2017 年连续发生的白化事件中，大堡礁一半的珊瑚都已消失。
“但是，” Matz 轻描淡写地说，“这是否意味着到了真实生活中的这些条件下，所有的珊瑚都会死亡呢？不一定。这取决于它们能够进化到什么程度。”
Matz 是德克萨斯大学奥斯汀分校的进化生物学家，对于珊瑚研究者来说，他的观点似乎出奇地乐观。在一项今天发表在《PLOS Genetics》上的研究中，Matz 和他的合著者计算了澳大利亚珊瑚适应并至少在一段时间内幸存下来以应对气候变化的可能性。根据他们的模型，由于纯粹的进化作用，大堡礁的一些珊瑚将能够在至少一个世纪内继续生存，这比目前最糟糕的估计要长 50 多年。
与我们通常讨论气候变化时使用的模型不同，Matz 的团队构建的模型是基于遗传学的，而非气候学。换句话说，他们不仅询问现代珊瑚在变暖的海洋中会如何表现；他们还询问珊瑚将如何随着时间推移适应那些变暖的海水。“珊瑚适应气候变化的能力是预测它们未来命运方程中最大的未知数，” Matz 在电话中解释道。为了尝试回答这个问题，Matz 的团队从大堡礁沿岸的五个地点采集了常见造礁珊瑚——鹿角珊瑚（*Acropora*）的样本。他们利用这些珊瑚的基因型来估计大堡礁的总遗传多样性，以及幼体沿南北向洋流的扩散模式。
事实证明，有三个关键信息，从进化角度来看，让大堡礁的珊瑚处于优势地位。他解释说，首先，礁石上的每一种珊瑚都存在于各种不同的环境中，包括不同的温度。礁石北部珊瑚平均水温通常比礁石南部珊瑚高。第二个重要因素是，这些珊瑚还能适应各种当地条件，能够耐受海洋表面附近更热、阳光更充足的气候，以及更深处更凉爽的气候。
至于第三点呢？由于珊瑚的繁殖方式，它们会在特定月亮的潮汐下同时释放卵子和精子，受精后的幼体可以随洋流漂流数百英里，然后定居下来形成珊瑚群落。Matz 解释说，结果是，大堡礁中部约有 1% 的珊瑚最初来自北部地区，那里的环境更温暖。这意味着在一个环境条件下开发的适应性有可能传播到其他种群。
所有这些都描绘了大堡礁整体遗传财富的图景，Matz 表示，即使发生严重的种群损失，这种财富也很可能得以幸存。在礁石的遗传多样性受到明显影响之前，种群损失的程度需要远远高于 2014 年至 2017 年间看到的 50% 的种群损失。研究显示，尽管发生了严重损失，但遗传多样性依然得以保留。
“由于经历过严重死亡的礁石只占整个物种范围的一小部分，因此总体上物种的数量并没有真正下降，” Matz 指出。即使你失去了物种的一半个体，“你立刻会失去什么？是的，只在个体中发现的稀有遗传变异的一半，”他说。但对于更常见的变异，他继续说道，只在两个个体中发现的变异，你只会失去四分之一，在 3 个个体中发现的变异，你只会失去八分之一，依此类推。只在 10 个个体中发现的变异（“在整个物种中！仍然相当稀有”）也只有大约千分之一的可能性会丢失。
“从遗传学角度来看，它们拥有数量上的安全保障，” Matz 说。“这就像你口袋里的货币，你车里的燃料。如果你拥有遗传多样性，你就能持续一段时间，因为自然选择总会有选择的余地。”
换句话说，大堡礁的前景可能比近期事件所显示的要好：“事情会持续一段时间。可能会有相当严重的珊瑚礁死亡，然后它们会重新生长，” Matz 解释道。“只要这种重建的循环继续下去，我相信一切都会好起来的。”
正如他承认的那样，不确定性在于 Matz 模型所依据的“如果”陈述。他说，他的模型倾向于低估礁石的遗传多样性和优势，即使考虑到他的样本是在造成数百万鹿角珊瑚群落死亡的热浪之前采集的。但它也可能对未来变暖的速度持保守观点：每十年只变暖十分之一摄氏度。这是从最佳情况到最坏情况的气候预测范围中的中间值，而世界目前的排放路径则没什么温和之处。
“干扰越剧烈”——比如 2016 年和 2017 年的大规模死亡事件——“就越有可能出现一些东西来扰乱我们的预测，” Matz 承认。“气候变化的一切都在于事情变得越来越极端。每一年都比前一年更奇怪。”
从定义上讲，这种不确定性几乎不可能建模。计算机模型，无论是气候模型还是种群遗传生存模型，都是基于我们对过去事件如何演变至今的理解构建的。利用记录和观测数据，我们构建一个近似值来描述世界在特定变量下的运行方式，然后通过调整变量进入未知领域来尝试预测未来。就像调试接收不良的电视一样——或者像一个善于捕捉你无意识信号的算命先生一样——这些模型常常能为我们勾勒出未来的大致轮廓，但它们无法展示那些没有历史先例的事物。如果以前从未发生过，那么无论我们拥有多少数据，我们都不太可能在计算机模型中重现它。
“我希望作者们的看法是正确的，” 国际珊瑚礁研究学会主席、夏威夷海洋生物研究所所长 Ruth Gates 说。ISRS 在 2015 年发布了一份声明，预测到 2050 年，世界上大部分珊瑚礁将消失，比 Matz 的模型预测早了 50 年。“当我们发布那份声明时，我们已经因为两次全球性白化事件损失了世界 30% 的珊瑚礁，” Gates 说。“今天，我们已经损失了世界 50% 的珊瑚礁，” 其中包括大堡礁的三分之一。
气候变化造成的损失与剩余损失之间的差距，常常会使科学家和传播者产生分歧。为了引起人们对整个全球系统巨大而前所未有的动荡的关注，其紧迫性往往会让听众感到不堪重负，就像弹球在挡板之间被失手一样，陷入失败和冷漠。但如果描绘的图景过于乐观，你就有可能给人一种虚假的安慰感。Matz 曾批评过对所谓的“辅助进化”的研究——即人类可能需要促进珊瑚的自然进化，以帮助它们跟上变化的世界。他说，与礁石本身庞大的多样性相比，任何基于实验室的进化实验都不如真实情况强大。其他科学家，如 Gates 和她在澳大利亚海洋生物研究所的合作者 Madeleine van Oppen，则认为现在不探索珊瑚生存的所有可能途径（包括辅助进化）已经太晚了。
这种紧张关系部分源于珊瑚确实有能力适应或进化到它们的环境中，但尚不清楚这种能力能有多大的伸展空间。“有证据表明，一些珊瑚能够非常迅速地适应，” 俄亥俄州立大学的珊瑚生物学家 Andrea Grottoli 说。“但这并非普遍现象。”
在去年发表的一项研究中，Grottoli 检查了红海的“超级珊瑚”，它们能够承受比 2015 年至 2017 年间在大堡礁死亡的珊瑚高五到六倍的热应激。“地球上确实存在一些已经预适应的地点，就像那些。我们也通过实验证明，一些物种可以在一年内适应热应激，” 她指出，这表明一些适应是明显可能的。
“但这可能不是常态，” Grottoli 指出。而且系统中有太多的未知因素，无法确定这一定会发生。例如，2009 年的一项研究在珊瑚幼体试图形成最初的骨骼结构时，将它们暴露在酸化过的海水环境中。“它们只会形成一个糟糕的骨骼，” 她说——脆弱、易碎、结构不良。即使它们成年后具有应对红海级别温度的遗传能力，如果它们无法度过幼体阶段，那也帮助不大。
“仍然有数十亿幸存者，它们已经经历了一场严酷的自然选择事件，” Terry Hughes 说，他是《自然》杂志上那篇发现 2015 年至 2017 年底大堡礁一半珊瑚死亡论文的主要作者。Hughes 拥有一种 grimly determined 的“半满杯”的态度，这可能是他自 2016 年和 2017 年以来一直在调查澳大利亚白化的礁石的结果。本周的《自然》论文是他发表的一系列记录和分类损失的研究中的最新一篇。“我们现在的重点应该是确保那些遗传多样性高的幸存者能够尽可能地反弹。恢复过程需要十年时间，这取决于在此期间我们还会发生多少白化事件，” Hughes 说。这是另一个需要应对的“如果”。
“当你谈论珊瑚礁变得更有韧性时，所看到的很多都是简单的达尔文适应性——你知道，适者生存，” NOAA 的 Mark Eakin 说，他是 Hughes 的合著者。在任何个体损失但有些个体幸存的事件中，通常都会剩下该物种中更强壮的成员。但是，Eakin 说，如果这些生物继续遭受打击，那么即使是强壮的个体最终也会死亡。“大规模灭绝将由许多小型灭绝事件累加而成，” Eakin 说。“不是一次大的爆发，一切瞬间崩溃。”
“仍然有很多珊瑚，遗传多样性仍然相当可观，” Matz 说。他的模型以及它所暗示的额外数十年的余地，对他来说意味着我们应该加倍努力减少排放，并在我们还能做到的时候控制气候变化。“我看到有人声称珊瑚正在死亡，就这样了，再见，” 他说。他说，如果真是那样，就为时已晚，什么也做不了了。相反，他看到了希望——至少目前是这样。“如果我们什么都不做，情况会变得绝望。我们还有时间醒悟过来。”
