马萨诸塞州伍兹霍尔（2025年5月16日）-地球上各处的珊瑚与微观生物和谐相处。许多珊瑚的鲜艳色彩来自生活在珊瑚组织内的微观藻类，为珊瑚提供食物。即使在珊瑚礁周围的水中，也有细菌、古菌和其他类型的微生物的微观汤，这些微生物对栖息地的变化做出反应，并可以表明珊瑚礁是否健康。
在《细胞报告可持续性》上发表的一篇新论文中，作者是伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）海洋化学和地球化学副科学家Amy Apprill和Jennifer L.乔治梅森大学环境科学与政策系海洋生物学家兼副教授萨勒诺详细介绍了这些周围的微生物群落对珊瑚礁监测和保护的价值。他们描述了对某些微生物的珊瑚礁水进行采样和分析如何有用，不仅对微生物学家和珊瑚礁科学家有用，而且对直接负责管理和保护珊瑚礁生态系统的其他人，如海洋公园经理、保护非营利组织、恢复团队和政策制定者。
Apprill说：“微生物的分化非常有助于更多地了解珊瑚礁的整体健康状况。”“我的团队已经制作了十几个详细的数据集，展示了这些联系。我们通过这篇新论文的目标是让有兴趣使用微生物诊断珊瑚礁健康和海洋状况的项目和人员获得这些知识。”
与对珊瑚礁栖息地进行视觉观察相比，对水微生物进行取样和分析提供了更直接的健康状况，并提供了有关珊瑚礁旁生物体的更多详细信息。本文详细介绍了最佳方法、估计成本以及组织和保护主义者轻松应用这些技术的建议。
细菌和古菌是珊瑚礁环境中最多的微生物。它们对周围的化学环境做出反应，如营养物质和微量元素，以及水的物理特性，如氧饱和度、温度、pH值和光照。特定微生物的存在可以表明水中的某些条件。例如，论文指出，大杆菌的存在通常表明附近环境中的人类或动物排泄物，这通常是珊瑚礁健康的坏兆头。另一方面，常见的光合作用微生物的丰富性可能是一个积极的迹象。
Salerno说：“随着我们对微生物在维持或破坏健康和生态系统功能方面的作用的了解越来越多，使用微生物作为有意义的指标的效用正在增加。”“我认为我们拥有科学和可访问的技术，通过部署这样的诊断工具，对珊瑚礁保护、管理和政策决策采取更细致的方法。”
非侵入性水取样可以使用各种方法进行，成本和技术复杂性各不相同，使不同的利益相关者能够获得。同样，检查微生物可以用不同的方法进行，从使用复合荧光显微镜到提取DNA和RNA以获得更详细的数据，在复杂性和成本上也各不相同。在论文中，Salerno和Apprill还呼吁标准化方法，以及科学家和组织之间的协调，以确保大规模监测计划的成功。他们还根据以前的研究和经验，就“去哪里”和“什么时候去”采样珊瑚礁地点提供了建议。
Apprill说：“由于珊瑚礁的减少，以及对恢复或重建珊瑚礁等干预措施的关注度增加，重要的是将所有相关工具带到桌面上，以帮助恢复、管理和保护珊瑚礁生态系统。”
关于珊瑚礁微生物群落的知识，包括水中微生物的丰度以及微生物群落的组成和多样性，可以提供特定系统的诊断快照，并通过持续取样，展示它如何随着时间的推移而变化。最终，Apprill和Salerno希望这些知识广泛可用、可访问并记录在开放访问数据库中。这样，随着珊瑚礁水微生物数据库的增长，“可以实施机器学习型方法”来提供有关微生物珊瑚珊瑚礁动态的更多信息，并且“从全球数据中学到的模式可用于开发微生物珊瑚礁水健康指数”，该论文指出。
“作为珊瑚礁科学家，我们非常擅长监测变化，有时还确定我们在珊瑚礁上看到的变化的根本原因。Salerno说：“我们不太精通缓解和协调应对新出现的威胁，但我想说，作为一个社区，我们正在改进。”“如果我们能通过使用诊断工具更好地预测新出现的威胁，也许我们也可以首先更好地防止它们影响珊瑚礁。随着珊瑚礁受到全球气候变化的影响，了解和提高当地复原力比以往任何时候都更重要。”
过去两年带来了一些有史以来最严重的珊瑚漂白事件——由于热应激和其他环境因素，珊瑚会排出微观藻类。随着海洋继续吸收因气候变化恶化而产生的过量热量，许多珊瑚礁生态系统的未来处于危险之中。Apprill解释说，拥有尽可能多的解决方案和工具来保护这些基本海洋系统至关重要，这些系统比海洋中任何地方都拥有更多的生物多样性。
Apprill说：“我们需要为决策者提供尽可能多的实用和可访问的信息。”“我认为这些微生物可以增强我们对生态系统的了解，并提升我们的决策框架。我希望人们对这个想法感到兴奋，并希望当前的珊瑚礁监测计划和管理机构了解这如何对他们的计划产生影响。”
