潜爱科普 | 关于珊瑚“宝宝”，你需要知道的知识 – 潜爱

5月9日霜鹿角珊瑚产卵过程

（摄影：岳鸿军）

5月8号，潜爱的潜水员们在大澳湾海域捕捉到了霜鹿角珊瑚产卵的珍贵画面，这一瞬间是酝酿数月的奇观，像海底的飘雪，又似漫天的繁星。

一年一次的“月夜飘雪”，不仅需要潜水员的耐心与坚持、还需要恰到好处的光照、月相、水温和潮汐。潜爱的珊瑚保育志愿者们经过潮汐时间的推算与海洋生物学家的观察预测后，自4月25日起便开始每晚深入黑暗的苗圃区进行观察与实时拍摄，经过了十四天的连续潜守和无数小时的耐心悬浮，在5月8日，终于在2016年投放的珊瑚苗圃上，看见了一个个蹦跳着的“小球”——一株正在释放新生命的霜鹿角珊瑚。

2015年投放的霜鹿角珊瑚

（摄影：潜爱志愿者）

2023年拍摄的霜鹿角珊瑚

（摄影：张缪成）

01 珊瑚产卵是什么？

——珊瑚的早期生活史

从一只体积微小的珊瑚虫，是如何产生如城堡般巨大的珊瑚礁呢？

——这就跟晚春时节珊瑚所释放的这一个个“小球”有关了：这些“小球”在完成受精过程后，成为受精卵，进入新的生长周期，并发育成长为一个个珊瑚幼体。

霜鹿角珊瑚释放的“小球”

（摄影：肖为）

大堡礁：唯一能从外太空观察到地球生命

（图源：图虫创意）

这些“小球”，实际上是“打包状态”的珊瑚生殖细胞，随着海水的运动，生殖细胞相互融合，完成受精过程，形成新的生命。

然而，并不是每种珊瑚都需要经历产卵的过程：珊瑚的繁殖方式分为无性繁殖与有性繁殖，无性繁殖，即在产生后代的过程中没有两性生殖细胞的结合，包括分裂生殖、出芽生殖和断裂生殖，但这种繁殖方式无法增加基因多样性，会导致种群失去面对环境变化的适应能力。所以，为了制造具有崭新基因的后代，大部分珊瑚是经有性繁殖而来，有性繁殖能够使珊瑚亲代之间基因进行排列组合，从而产生不同基因型的后代，后代的基因多样性有利于种群面对环境的巨变。

珊瑚产卵型和排幼型有性繁殖方式

（Edwards，2010）

珊瑚的有性繁殖分为两种方式，排卵型的珊瑚（上图1-3）将精子和卵子同时排放在水层中，随海浪漂浮进行体外受精并形成新的受精卵，受精卵发育成胚胎后经过变态生长后，形成单一珊瑚虫，珊瑚虫的附着生活从此开始。而在排幼型珊瑚（上图1-4）的体内，精子和卵子会在珊瑚母本胃腔内受精，受精卵发育成为幼虫后被排出体外，在合适的基底附着发育[1]。

珊瑚排卵前的状态

（摄影：张缪成）

目前，对自然条件下珊瑚的繁殖，生物学已经有了初步的认识，珊瑚性成熟时间需要1-5年，且因为地域以及种间的差异，排卵的具体时辰也不同[2]。

为什么排卵型珊瑚会选择在同一时间内排出如此数量庞大的生殖细胞呢？

这就要说到动物的智慧了，由于珊瑚无法自由移动，采取“同步作战”的策略，可以大大提高精卵浓度，从而增加受精的成功率。

满月日前后对珊瑚产卵的影响

（图源：PNAS）

那么，这些宛如漫天繁星一般的卵囊会去向何方呢？这些包含蛋白质的卵囊，大部分会成为鱼类的腹中之物，而有幸鱼口逃生并顺利孵化的浮浪幼虫，会在海浪的带领下找到一片适合生长的地方“虫生落定”，变形为原始螅体，从而引发碳酸钙外排形成骨骼，最后发育成为性成熟的珊瑚个体[3]。

珊瑚的有性繁殖模式[3]

02 如何观察珊瑚产卵？
——珊瑚礁监测的意义与方法

为什么潜爱要对珊瑚的生长状况进行监测与记录呢？

在过去的几十年中，由于气候变化以及人为干扰，活珊瑚不断退化，覆盖率不断降低[6]。珊瑚礁生态系统多样性正在急剧缩减、生态功能严重退化，珊瑚礁监测工作进一步开展显得尤为重要[7]。同时，潜爱通过霜鹿角珊瑚产卵视频的投放，也希望能让公众了解深圳海域的珊瑚，并在观看视频的过程中产生与海洋的连接感，让公众能够了解到保护海洋生态的重要性。

全球珊瑚礁预警图像(图源：NOAA珊瑚礁监测网站)

观察并记录珊瑚产卵的行动，只是监测珊瑚生长状态等一系列活动中的一环。目前，主要的珊瑚监测方法仍是潜水实地调查监测，因为这种方法具有高度的可操作性和适应性，并且，潜水员经过专业训练后，能够提供相当精确的结果。在作业过程中，潜水员通常能够记录基本数据，如“活珊瑚覆盖率百分比”（这是最广泛使用的珊瑚礁状况度量），并将数据用于记录局部空间尺度上珊瑚礁衰退和恢复的情况。

潜爱的潜水员志愿者正在拍摄样带

（摄影：张缪成）

潜水员通过拍摄样带生成的照片与视频，构成了现代珊瑚礁监测活动的大部分成果，这种方式可用于记录数百平方米的珊瑚礁；但由于潜水员在大范围内进行频繁调查存在困难，因此，有一些科研机构开始使用“机器人观察者”(即无人水下航行器(UUV))，可用于覆盖数千平方米的样方。UUV提供的面积覆盖和数据生成的增加，节省了时间和人力[8]。

而基于图像的调查的一个主要优点是，所创建的图像在拍摄时提供了栖息地的永久记录，这减少了对现场珊瑚专家的依赖，并提供了可以重新回顾分析与比较数据，而这个思路也正是潜爱“海底农民2.0”项目的依据。

03 保护海洋，潜爱在做什么？
——多方联动，凝聚力量

气候变化、棘冠海星捕食、水质的恶化等“强敌”正“虎视眈眈”着珊瑚礁生态系统。要解除种种生态危机，让多彩美丽的珊瑚礁继续繁荣生长，除了依靠珊瑚虫大量制造崭新基因后代的努力，还需要我们人类为保护珊瑚礁做出努力。潜爱持续积极与科研机构合作，形成优势互补的珊瑚监测合作团体，利用前沿先进的技术，持续追踪大澳湾海域的珊瑚生长状态。

“面向蓝色经济支撑的近海水域浮游生物监测新技术与工具研究”

启动暨研讨会于线上召开

（图源：中科院深圳先进院）

海洋浮游生物观测是海洋环境监测的一个重要部分，目前，先进院团队已经开发了一种新型的浮标基原位浮游生物成像仪技术，通过结合光学成像、仪器工程、人工智能和物联网技术，原位成像仪可以长时间在水下自动采集活体浮游生物的高质量水下图像，并利用无线网络将图像数据传输至陆地，进而对浮游生物图像识别分类。而珊瑚卵也属于浮游生物这一范畴，利用浮游生物监测新技术，可以更好地观察珊瑚卵的结构。