70.8海洋體實驗室

作者：李思翰

科學顧問：Gui

 

導語 /Introduction/

上回，我們帶領大家一起來到大海中，尋找珊瑚的蹤跡。如果你幸運的話，也許會在旅途中見識到珊瑚的繁殖奇觀。不幸錯過的朋友們不要著急，本期便讓我們帶領大家，近距離觀賞這場珊瑚的繁殖秀。

 

 

在一個看似風平浪靜的夜晚，一群珊瑚在海底靜靜的等待著月亮的升起，等待著一場狂歡的盛典。他們仿佛感知到了自然的召喚一般，集體噴發出體內積攢已久的精子與卵子，粉色與白色的精卵苞四散開來，漂浮在海面上，形成了一種浪漫而又奇妙的海底星光的視覺盛宴。

 

如同銀河一般的珊瑚產卵場景 

圖源：卡利普索礁島Gabriel Guzman

 

這不是一個關于童話故事的描述，而是大自然的神奇現象——珊瑚繁殖。

 

01

有性繁殖

小粉球與煙霧的相遇

 

來源：蔚藍之境2

 

1981年，科學家第一次親眼見到珊瑚產卵繁殖的過程，才發現了珊瑚有性繁殖的秘密。大多數珊瑚為雌雄同體，卵子和精子在同一個息肉內發育，并在海水中釋放配子，這便表示每一個漂浮在海水中的小球球都由煙霧狀精子和粉色卵子小球共同組成。

 

顯微鏡下珊瑚配子分裂狀態變化 圖源guokr.com

 

而還有約25%的珊瑚為單一性別，分別釋放精子和卵子，當精子和卵子在海水中相遇并且找到合適的對象便能結合成為受精卵。

 

左雌，右雄，繁殖中的石芝珊瑚（Fungia sp.）

圖片：coral.aims.gov.au

 

受精卵形成后，很快發育成浮浪幼蟲，他們需要在幾周之內憑借自己微弱的運動能力找到一個心儀的生長固著地作為自己以后的家。接著，浮浪幼蟲固定下來，并開始形態變化，發育為水螅體形態，否則，便會因流離失所，最終面臨死亡。

 

之后，珊瑚蟲在不斷生長的同時，體內的造骨細胞開始形成石灰質骨骼，并且開始無限的克隆自己，不斷增加珊瑚蟲的數量。

 

珊瑚蟲不斷生長 圖片來源ギャラリ- 皆即日食

 

由于受精卵可以隨波逐流，隨海水四處漂動去到很遠的地方，有性繁殖對于珊瑚而言，便是快速擴張他們領地的好機會。然而，海底世界危機四伏，脆弱的卵子和精子往往會在受精和發育的過程中，被其他海洋生物所捕食，導致珊瑚的受精率不足萬分之一。因此，珊瑚的有性繁殖向來是以數量取勝，超大量的配子增加了后代的幸存率與在礁石上發育成活的機會。

 

 

02

無性繁殖

最主要的方式

 

除了有性繁殖，珊瑚其實也可以通過無性繁殖來繁衍，且事實上，無性繁殖才是確保珊瑚群體擴大增長的主要方式。

 

許多的水螅型個體即珊瑚蟲組成了一株珊瑚，在生長發育的過程中，珊瑚蟲不斷吸收海水中的鈣離子和碳酸根離子，形成珊瑚骨骼，并通過水螅體的分裂、出芽、斷裂等方式進行數量和體積的擴增，從而使得珊瑚壯大家族，兒孫滿堂。經歷了無性繁殖的珊瑚就像經歷了克隆一般，子珊瑚和母珊瑚有著幾乎完全一致的個體特征。

01 分裂

 

珊瑚上有著成千上萬只珊瑚蟲，這些珊瑚蟲個體都是由最初的一只靠分裂生殖，一生二，二生四……直到分裂為一個大群體。在分裂之后，成千上萬的珊瑚蟲個體并非毫無瓜葛，而是像一個超級連體嬰兒一般，通過“共肉”聯系在了一起。當一只珊瑚蟲獲取食物時，他們會有福同享，將營養與隔壁的珊瑚蟲一起分享，而當一只珊瑚蟲收到細菌和病毒的侵襲時，他們也不得不有難同當，細菌和病毒會通過共肉組織，很快的感染附近的珊瑚蟲。

02 出芽

在珊瑚群體的邊緣和外端體壁向外突出，像樹木長出芽一樣，向上、向外生出芽孢，每個芽孢變成新的珊瑚蟲，同時生長出骨骼。

03 斷裂

由于水流變強或其他因素影響，珊瑚往往會斷裂并脫落，斷了的珊瑚枝片段在水流的運用會被散布到其它的地方，若該地環境適合生長，這個斷裂的分枝就能繼續成長成為一株珊瑚，這種斷裂生殖的方式在柳珊瑚上比較常見。

03

人工繁殖的珊瑚寶寶

 

珊瑚與人類一樣，都是從一顆小小的受精卵發育而成，都應當被善待。然而，全球珊瑚礁生態系統正在遭遇空前嚴重的災難，珊瑚礁出現大規模白化現象，甚至成片死亡。因此近幾年，利用石珊瑚的繁殖特性開展珊瑚礁生態修復成為珊瑚研究的一個熱點，開展珊瑚人工繁殖是修復珊瑚生態系統，減少野生珊瑚采集的主要出路之一。

 

珊瑚斷枝移植在死亡的珊瑚礁上 圖源: 知識就是力量

 

目前人工有性繁殖的主要方式是在天然珊瑚礁中出現大量排卵時人工收集受精卵細胞, 然后將受精卵細胞轉移至受控培養體系中進行發育學研究。但是,由于珊瑚有性繁殖季節性強,每年一次只在特定的時間排放精卵，死亡率較高等不利因素限制了珊瑚人工有性繁殖的普及與推廣。相比有性繁殖，無性繁殖的技術已經得到了較為廣泛的應用，由于珊瑚所屬的刺胞動物具有多種多樣的無性繁殖方式,這種簡單經濟的生殖方式廣泛被研究者、從業者以及珊瑚愛好者應用于軟珊瑚和硬骨珊瑚的人工繁育，是目前珊瑚人工繁育的主要手段。

 

珊瑚礁的人工修復技術是人類反哺自然的一項艱難而又偉大的壯舉，希望可以通過科技來使生態環境恢復，在海底“植樹造林”，種下一片五彩斑斕的海底森林。

 

今日知識點

（精華濃縮）

·  珊瑚的繁殖方式分為有性繁殖和無性繁殖

·  無性繁殖中又包括分裂、出芽和斷裂

·  有性繁殖對于珊瑚而言，便是快速擴張他們領地的好機會。而無性繁殖是確保珊瑚群體數量擴大增長的主要方式

·  近幾年人們通過研究開展珊瑚人工繁殖技術來修復珊瑚生態系統

 

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參考資料：

[1]肖寶華,廖寶林,楊小東,謝子強.肉質扁腦珊瑚的有性繁殖及早期發育[J].熱帶海洋學報,2017,36(01):65-71.

[2]黃潔英,黃暉,張浴陽,楊劍輝,尤豐.膨脹薔薇珊瑚與壯實鹿角珊瑚的胚胎和幼蟲發育[J].熱帶海洋學報,2011,30(02):67-73.

[3]王淑紅,洪文霆,陳紀新,陳蕓,王藝磊,張子平,翁朝紅,謝仰杰.珊瑚人工繁育技術研究進展[J].應用生態學報,2015,26(09):2903-2912.

[4]龔啟祥,1991.腔腸動物的生殖生物學[J].浙江水產學院學報10(1):52-60.GONG QIXIANG,1991.Reproductive biology of Coelenterate[J].Journal of Zhejiang College of Fisheries,10(1):52-60(in Chinese).

[5]BABCOCK R C,HEYWARD A J,1986b.Larval development of certain gamete-spawning scleractinian corals[J]. Coral Reefs,5(3):111-116.

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海洋代言人主題館—70.8珊瑚館，

館長Ming、副館長Gui與5位管理員

黃玉霖、林喆瀅、李思翰、張效琬、黃林霖

不定期為大家講述珊瑚的故事……

PS:發布周期不定，全看心情~

 

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