关于海洋，我们还有很多不懂！
▼
成翔宇
长隆海洋科学乐园珊瑚保育工作者
东京海洋大学硕士
1
珊瑚的分类
大家好，我是成翔宇。我毕业于东京海洋大学海洋生物专业，现在在长隆海洋科学乐园从事珊瑚保育工作。
首先，我们从珊瑚的分类讲起，珊瑚在科学的分类学上属于刺胞动物门(Coelenterata)，珊瑚虫纲(Anthozoa)，对海洋生态最重要的珊瑚，也就是形成珊瑚礁的珊瑚属于石珊瑚目(Scleractinia)，它们被称为造礁珊瑚。珊瑚的种类有很多，分类依据很多，如果再细分的话，就很复杂，不好理解了。还有一种分类法，将珊瑚分为SPS（小水螅体石珊瑚）、LPS（大水螅体石珊瑚）、软体珊瑚（与科学分类法中的软珊瑚不同）以及非光合珊瑚，这种分类方法非常简单，可以直接通过外表来分类，为了让大家更好的理解，一会儿讲解完珊瑚虫的结构，再详细解释。其实这个分类方法出自水族行业，所以在民间更加常用，这个分类方法虽然不太周密，但是体现了珊瑚的一些基本特性。下面，我就围绕这个分类方法给大家简要介绍一下珊瑚。
SPS（小水螅体石珊瑚）、LPS（大水螅体石珊瑚）中都提到“水螅体”和“石珊瑚”这两个概念，水螅体这个词可能很多人没听过，但是相信很多人听过“珊瑚虫”，水螅体其实就是珊瑚虫，研究珊瑚的人一般使用“水螅体”这个词。
图中珊瑚上一朵朵的小花，就是水螅体。珊瑚是由水螅体组成的，有的是成千上万的水螅体组成一棵珊瑚，有的一个水螅体就是一个珊瑚。有些种类的水螅体小，称为SPS，有些种类的水螅体大，称为LPS。而“石珊瑚”，就是有骨头的、硬的、像石头一样的珊瑚。珊瑚骨骼的成分是碳酸钙，还有的珊瑚没有骨骼，整个都是软软的，称为软体珊瑚。下面几种都是软体珊瑚。
2
水螅体与虫黄藻
接着我们来看一下水螅体的结构图。水螅体是长在骨骼上的，水螅体受到威胁时会缩进骨骼避难。
从结构图我们还看到，水螅体里面有很多小黑点，这是虫黄藻，它们与珊瑚互利共生，珊瑚给虫黄藻提供庇护所和营养盐，虫黄藻通过光合作用给珊瑚提供营养，这是很多珊瑚最重要的营养来源。
上图就是显微镜下的虫黄藻。多数珊瑚体内有虫黄藻，这些珊瑚生存所需的营养很大一部分来自虫黄藻，而且很多珊瑚的颜色就是体内的虫黄藻表现出来的。珊瑚的肉体本身是淡黄色或者表现为自身色素的颜色，虫黄藻的颜色是棕黄色到黄绿色，所以珊瑚会随着体内虫黄藻浓度的高低表现出由棕色到绿色再到淡黄色的颜色。如果珊瑚体内长时间没有虫黄藻，它的营养状况就会也来越差，逐渐变瘦，最终死去，露出白骨。大多数的珊瑚白化就是珊瑚失去虫黄藻的过程。如下图。
那么全球变暖是怎么导致珊瑚白化的呢？全球变暖导致海水温度升高，在较高的水温下（＞28℃），虫黄藻会进入光抑制状态甚至死亡，即使不死也会产生大量对珊瑚有害的物质，珊瑚感到不适，会主动将虫黄藻排出体外，营养的来源也就断了。如果水温恢复正常，珊瑚也会慢慢恢复，如果高水温持续很长时间，珊瑚就会白化。下面两张图都是珊瑚在“吐藻”。
上图是受强光照射，使虫黄藻产生光抑制，继而产生对珊瑚有害的物质，珊瑚感到不适，主动将虫黄藻排出体外，然后珊瑚就变白了，就是“白化”。如果此时将珊瑚放到适宜的环境下，会慢慢恢复原状。但现在的问题是，全球变暖是一个持续的过程，因此珊瑚白化就没办法恢复了。
上图并不是因为环境不适而排出虫黄藻。其实排出虫黄藻是一个比较常规的行为，珊瑚会自己调节体内虫黄藻的浓度。
但是也有珊瑚不与虫黄藻共生，体内没有虫黄藻，这些珊瑚一般生活在水比较深的地方，光照无法到达，这类珊瑚称为“非光合珊瑚”。这类珊瑚的水螅体颜色一般是白色或黄色，不会呈现出虫黄藻的颜色。如下图。
3
奇形怪状的珊瑚
珊瑚的水螅体大致都是这样，像一朵花，有些珊瑚的水螅体可以膨胀得很大，比如脑珊瑚、气泡珊瑚，膨胀的时候都看不到触手，它们为什么膨胀呢？是为了扩大授光面积，有利于虫黄藻的光合作用，而到了夜里，没有阳光时，水螅体就会收缩，把触手伸出来，捕食水中的浮游生物和碎屑。
有些珊瑚看上去很像海葵，其实海葵也是珊瑚虫纲的，也算是一种珊瑚，它的身体构造也与上面的珊瑚结构图非常相似，只是没有骨骼而已。由许多水螅体构成的珊瑚群体一般不只有树枝状的，还有片状、块状等。
这些是非光合珊瑚，有些种类长得很特别，比如海鳃、海仙人掌，但是它们的颜色都是自身的颜色，不会表现出虫黄藻的那种黄绿色或者棕色。
说到珊瑚的颜色，有一个有趣的现象：珊瑚在鱼缸会看上去更加鲜艳。而在自然状态下，珊瑚一般是咖啡色的，颜色比较黯淡。
自然状态下的珊瑚
自然状态下的珊瑚
水族缸里的珊瑚
这是因为珊瑚具有荧光蛋白，荧光蛋白会吸收波长比较短的光（紫外线、蓝紫光），将其转换成波长较长的光（绿光、红光等），这是为了使自身和虫黄藻免受强光的伤害。养珊瑚使用的光照一般是含蓝紫光比例较大，看上去蓝蓝的，这种光照下有珊瑚发出的红色、黄色、绿色的荧光会很明显，同时这样的光照又适于虫黄藻的生存，所以在人工环境下被广泛使用。
4
珊瑚在生态系统中的作用
对珊瑚有了基本的了解后，我来说说珊瑚礁。珊瑚礁的功能众多，生物资源丰富，被誉为“海中热带雨林”。珊瑚礁的面积仅占海洋面积的0.2%，却供养了25%海洋生物物种。虽然珊瑚与我们的生活很少有直接关系，但是全球约10%的经济鱼类源自珊瑚礁区。不仅有食物资源，其中还蕴藏着丰富的药物资源，珊瑚礁还具有保护环境、防浪护岸、休闲娱乐等功能。
那珊瑚是如何造就出这样富饶的生态系统的呢？这种像植物一样的动物在生态系统中扮演者什么角色呢？首先，珊瑚具有立体的结构，珊瑚枝杈间的空隙、骨骼表面的沟槽、孔洞等，都会成为其他动物的庇护所，各种户型，应有尽有。我养珊瑚，对这一点深有感触，想在珊瑚缸里捞一条鱼非常难，鱼一看到网，就钻到珊瑚的枝杈间，有时候甚至会把自己别在珊瑚上，怼都怼不下去。而且养珊瑚的过程中，总有新发现！经常在珊瑚上发现各种小动物，小虾、小螃蟹、沙蚕、各种螺、海牛、章鱼、皮皮虾……什么都有，这里给大家看几张比较奇怪的生物。
眼形隐板石鳖
水虱
刚才说到珊瑚礁的立体结构是珊瑚礁物产丰富的原因之一，但显然不是唯一原因。立体结构是由珊瑚骨骼形成的，即使珊瑚死了，只剩下骨骼，这些特殊的结构也仍然存在，但事实是，珊瑚死后，原本的生物多样性会大打折扣。那么珊瑚在生态系统中还发挥着什么作用呢？
珊瑚是一种很像植物的动物，尤其是造礁珊瑚，不仅长得像，还要依靠共生藻的光合作用生存，一个个珊瑚虫就好像植物上的一片片叶子，而且珊瑚还可以像植物一样，靠“扦插”来繁殖，折下一段枝，就能长成新的一株。植物是陆地生态系统的生产者，植食性动物吃植物，肉食性动物吃植食性动物，这是陆地生态系统基本的食物链。但是海洋里并没有多少动物会吃珊瑚，吃珊瑚的代表是长棘海星和鹦哥鱼，那珊瑚礁里有那么多的物种，珊瑚是怎么向生态系统传输能量的呢？其实珊瑚靠的是黏液！
珊瑚有很多黏液细胞，不断地分泌粘液，黏液有很多功能，能清洁沉积物，帮助伤口愈合，屏蔽侵入性微生物，以及防止干燥和紫外线损伤。黏液中含有许多营养物质，有一部分黏液进入水中，成为了各种微生物和浮游动物的食物，然后这些浮游生物又成了各种鱼、虾、贝的食物。
因此，即使没有动物吃珊瑚，珊瑚也能参与到食物网当中。其实，黏液分泌是珊瑚礁生态系统产生有机物的主要形式，不仅珊瑚会分泌黏液，海藻、贝类、鱼类、蠕虫、苔藓虫……很多生物分泌粘液，在珊瑚礁生态系统中，珊瑚分泌的黏液占总量的一半左右。所以，珊瑚给其他生物提供了丰富的食物。再加上珊瑚特殊的结构，可以说，珊瑚是既供吃又供住，珊瑚礁生态系统自然人丁兴旺了。
5
珊瑚吃什么？
刚才讲了，造礁珊瑚的主要营养来源是虫黄藻的光合作用，但并不是全部，珊瑚也要捕食的。那珊瑚吃什么呢？多数珊瑚会捕捉浮游生物、有机碎屑，嘴大的珊瑚并不会一味地无私奉献，还会吃动物植物尸体，珊瑚还会直接吸收水中的可溶性有机物（例如氨基酸）。我们来看看珊瑚是怎么捕食的。珊瑚会用触手抓住猎物，塞进嘴里；有的珊瑚用黏液捕食，它们放出网状黏液，粘住水中的有机碎屑，然后收回口中；有时珊瑚会把消化器官隔膜丝吐出，在体外消化食物。珊瑚在滋养其他生物的同时，也通过捕食维持着生态平衡。在平衡的生态系统中，每种生物都维持着比较稳定的数量，不会过多，也不会过少。
黏液捕食
隔膜丝
6
珊瑚礁面临的危害
在养珊瑚的过程中，我们会经常清理缸壁上长出的藻类和礁石上长出的小海葵，因为如果这些生物大量繁殖，虫黄藻和珊瑚的生存空间就会受到压迫，可能会导致整个水族箱生态系统崩溃。自然界的平衡被打破的例子就是，过度捕捞长棘海星的天敌大法螺，导致南海长棘海星爆发，对珊瑚礁造成了严重打击。
现在珊瑚礁面临的主要问题就是珊瑚白化。刚才讲了，珊瑚白化的最主要原因是海水温度升高，此外，海水酸化、海洋污染、非法捕捞等都会破坏珊瑚礁。2016年和2017年大堡礁地区的持续高温杀死了大堡礁近一半的珊瑚，我国的珊瑚礁在近60年里，也遭到了严重的破坏，许多地区的覆盖率下降了80%以上。
目前，世界各地都在采取各种措施，想办法恢复珊瑚礁。我国的相关科研院所也在搞珊瑚礁修复项目，具体的大家可以看看《海洋卫士》（3）我在南海种珊瑚这个纪录片。
同时，在法律上，我国所有的造礁珊瑚是禁止开采的，连珊瑚礁中的礁石（水族行业叫“活石”）都不能开采，目前国内水族馆和水族玩家饲养的珊瑚，基本都是进口的（主要是澳大利亚和印度尼西亚）。
7
人工饲养珊瑚
我比较熟悉的就是在人工环境下饲养珊瑚。下面就给大家讲讲这方面的东西。
要想养珊瑚，就要给珊瑚提供适宜的条件。珊瑚生活在一个非常复杂的生态系统里，这个生态系统中的很多生物是我们未知的，特别是微生物，但是微生物对环境的影响非常大，比如我们的肠道里就有很多种细菌，自成一个生态系统，如果这个系统出了问题，那就是肠道菌群紊乱，身体就会出问题。
那么该如何在水族箱里模拟珊瑚礁生态系统呢？首先水族箱里摆的石头都是在海里的新鲜 “活石”（现在已禁止开采），这样就是为了引进种类丰富的微生物，此外，还需要外接饲养海藻和红树的缸体，给浮游动物提供庇护所。人工环境下，我们把温度一直控制在最适温度，定时用各种仪器、各种药品检测水质指标，水质指标稍有变化就会立即调整。
水族馆里的珊瑚不会因为全球变暖、海洋酸化等问题大面积死亡，但是也会经常出问题，比如这种害虫，它叫“扁虫”。在自然环境下，它有很多天敌，很难成气候，但是水族箱中天敌很少，它们就会猖獗起来。
有些比较依赖捕食的珊瑚，在人工环境下很难获得充足的食物，所以养一段时间就死了。还有些珊瑚会因细菌感染而溃烂。人工环境下珊瑚的有性繁殖还难以实现。出现这些问题的根本原因是我们还不够了解自然，我们还远远无法复制自然。有研究表明，自然环境中的珊瑚的体表黏液中包含数十种细菌，而水族箱中的珊瑚缸只有十来种，其中占绝对优势的只有2-3种。遗憾的是，上述的问题，都没有很好的解决办法，这些问题我们也在继续探索。
我的分享就是这些。最后，我想说，海洋的未知太多了，希望能和大家共同学习，谢谢大家。
本篇图文由 成翔宇 提供
编辑：吴靖匀
热门跟贴