日本琉球大学等的研究团队发现，冲绳县本岛北部濑底岛周边海域发生大规模珊瑚白化现象后，“鹿角珊瑚属”这一类珊瑚中不同物种的杂交出现加剧。“白化”主要是海水温度上升使珊瑚失去共生的虫黄藻所致。研究指出，“即便面临重大环境变化，珊瑚仍会通过持续发生杂交加以应对”，这一发现或可成为应对未来气候变化，恢复与保护自然方面的研究依据。
栖息于濑底岛的鹿角珊瑚属杂交种。分枝形状呈圆锥形，枝条上排列的突起大小相同，这两点与亲本物种不同（供图：琉球大学）。
琉球大学热带生物圈研究中心利用日本气象厅1980年以来监测的冲绳本岛近海海水温度数据，估算了珊瑚白化风险。计算方式为：累加超出最暖月平均水温（阈值）的水温偏差，若累加值超过4度则判定为“存在白化风险”，超过8度则判定为“白化风险高”。研究称，自1998年全球发生大规模珊瑚白化以来，海水温度上升引发的珊瑚白化风险持续上升。
海水温度测量地点（左上）；本次研究的濑底岛周边珊瑚栖息地（左下）以及基于海水温度变化的白化风险的变化趋势（供图：琉球大学）
珊瑚的鉴定有一定难度，有时即便名称相同，在不同国家也可能指代不同物种，这一问题已成为国际性难题。琉球大学热带生物圈研究中心濑底研究设施的守田昌哉副教授（生物学领域）长期以来针对印度洋、太平洋及东海等海域的珊瑚，一直在探索如何解决这一问题。
守田副教授抱着“至少要为濑底岛周边的鹿角珊瑚定名”的想法，尝试对该属珊瑚进行了详细的实地观测。结果发现，该区域混杂栖息着虽然与该属3个物种的特征极为相似，但大小及枝条顶端形态不同的珊瑚。
具体为芽状鹿角珊瑚（Acropora cf.gemmifera）、粗野鹿角珊瑚（Acropora cf.humilis）与巨锥鹿角珊瑚（Acropora cf.monticulosa），它们均属于鹿角珊瑚属，而在自然界中有与此3个物种特征相似的珊瑚，被鉴定为杂交种。与亲本物种相比，这些杂交种或表面突起尺寸不同，或枝条大小不同。研究人员让杂交种与亲本物种交配，发现受精过程正常发生，由此认为这些珊瑚是杂交的概率较高。
2022年濑底岛南端的珊瑚礁（供图：琉球大学）
为此，研究团队针对三种杂交种进行了确认杂交属性所需的“群体”基因组解析，结果发现，不同物种之间发生了基因交流。需要说明的是，珊瑚是由名为“水螅体”的单元聚集而成的生物，因此将外观上的单个个体称为“群体”。
守田副教授曾在既往研究中发现，当珊瑚精子浓度低于正常水平时，会与其他物种发生杂交。但这一结果来自实验室，此前并不清楚是否适用于自然现象。而本次研究查明，在自然界中，当精子浓度降低，即所谓白化期间，杂交也会加剧。
接着，为推测杂交的发生时期，研究人员采用数理模型进行计算。结果显示，自1998年白化发生后的25年间，基因出现了合。由于珊瑚一代大约为4～7年，所以相当于珊瑚用了5代的时间完成了杂交。其中，粗野鹿角珊瑚常与芽状鹿角珊瑚发生杂交，而芽状鹿角珊瑚也与巨锥鹿角珊瑚发生了一定程度的杂交。
鹿角珊瑚属三个物种平均每代的有效基因渗入率。该数据量化了各物种向其他物种的基因杂交程度（供图：琉球大学）
综合上述结果可知，即便在“白化”这一对鹿角珊瑚属而言的危机状况下，鹿角珊瑚属的珊瑚通过不同物种间杂交，维系了生存。守田副教授回顾道：“粗野鹿角珊瑚在亲缘关系相对较远的物种中也会留下基因，但其原因尚不清楚。本研究存在的局限是，未能调查白化前珊瑚曾经的状态。此次研究在‘该调查哪些内容’的参数确定方面，也颇费功夫。”
研究团队表示，近年来，海水温度持续处于偏高状态，未来也将继续开展研究，一方面调查海洋环境变化，另一方面获取有关珊瑚基因领域的更多知识。
本研究的开展得到了日本学术振兴会科学研究费资助项目支持，相关成果已于7月7日发表在美国科学期刊《Current Biology》的电子版上。
日文：JST Science Portal 编辑部
中文：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Current Biology
论文：Introgression and Adaptive Potential Following Heavy Bleaching Events in Acropora corals
DOI：10.1016/j.cub.2025.05.038
