珊瑚礁孕育了如此众多的物种，以至于人们常称其为“海洋中的雨林”。如今，珊瑚礁面临着一系列严峻的威胁，包括海洋变暖与酸化、过度捕捞和污染。在全球范围内，超过三分之一的珊瑚物种正面临灭绝风险。
我是众多正在研究珊瑚的科学家之一，致力于寻找帮助珊瑚存活和恢复的方法。美国国家科学院、工程院和医学院的一份近期报告显示，研究人员正在探索多种不同的策略。其中一些策略，例如通过人工选育使珊瑚更能耐受压力，已在小规模上开始推进。另一些策略，例如将珊瑚迁移至新的区域定居，尚未经过测试。
我自己的工作考察的是，礁石上珊瑚物种的多样性提高是否有助于珊瑚存活并繁茂生长。在今年早些时候发表的一项研究中，我的同事马克·海和我发现了证据，表明答案是肯定的。这一发现有助于为在变化中的海洋里提升珊瑚礁韧性的更广泛策略提供参考。
在自然界中，多多益善
如果一个生态系统包含众多物种，它是否比只包含少数物种的生态系统更健康？这是生态学的核心问题之一。总体而言，科学家发现，物种更为多样的生态系统基础物种——即那些界定一个系统且与之不可分割的物种，例如森林中的树木——往往更加健康，功能也更好。
直到最近，还没有人将这一检验应用于珊瑚礁。但我们确实知道，健康的珊瑚礁是多样化、结构复杂的生态系统，并以珊瑚为主导。相反，受到诸如珊瑚白化事件等压力损害的珊瑚礁，往往会变成结构简化、多样性降低的景观，且常以海藻为主导。
在我们的研究中，我们选取了位于南太平洋、斐济主岛维蒂岛西南海岸的一处礁石区域。该海岸沿线的许多礁石因过度捕捞及其他与人类活动相关的行为而严重退化，珊瑚覆盖率下降，海藻因此得以占据主导地位。
太平洋上有数百种珊瑚物种，但在较小的范围内，我们在对研究地点退化礁石进行的初步调查中，仅发现了五种或更少的物种。由于这些条件与全球许多礁石正在经历的情况相似，我们认为这是检验珊瑚多样性是否对未来礁石所预期出现的“新常态”具有重要意义的理想场所。
因过度捕捞而承受压力的珊瑚礁，可能会迅速被海藻所主导。某些类型的海藻会产生能够驱避珊瑚及鱼类幼体的化学物质，这可能会阻碍退化礁石的恢复。
水下花园
我们的团队在退化礁石的海床上设置了48个混凝土方块，作为实验性珊瑚花园的基座。我们建立了单一物种花园，每个花园分别种植三种珊瑚中的一种——鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis），俗称花椰菜珊瑚；圆柱滨珊瑚（Porites cylindrica），又称黄指珊瑚；以及千手鹿角珊瑚（Acropora millepora），是通称为鹿角珊瑚的众多物种之一。我们还种植了包含三种珊瑚的混合花园。
我们选择这些珊瑚，是因为它们在太平洋各地的礁石中都很常见，并且代表了不同的珊瑚科，这些科对各种有害干扰表现出不同的反应。总计，每个花园包含18株珊瑚个体，共计864株珊瑚。
为了评估每株珊瑚在生长过程中的表现，我们需要定期将其从实验方块中取出。因此，我们剪掉了数百个汽水瓶的瓶口，并用环氧树脂腻子将一株珊瑚种植在每个瓶子倒置的瓶颈中。我们将瓶盖嵌入混凝土板中，以便能够轻松拧开每个瓶颈，检查其中的珊瑚，然后再将其拧回底座。在16个月的时间里，我们对珊瑚进行了称重，并追踪了其健康状况的其他指标，包括组织死亡情况以及每个花园被有害海藻定殖的情况。
我们一致发现，在混合物种花园中生长的珊瑚，其表现优于单一物种方块中的珊瑚。在四个月内，混合物种花园中的珊瑚生长速度甚至超过了表现最佳的单一物种花园。这表明，不同物种之间可能以尚不为人知的方式相互受益，至少在珊瑚群落发展的早期阶段是如此。
为什么多多益善？
下一个问题是，是什么因素促成了我们所观察到的效应。我们希望在未来的实验中调查若干线索。例如，农民普遍观察到种植多样化的作物组合有助于减少传染性疾病在个体之间的传播。这一规律对珊瑚礁是否同样适用？
我们的初步发现既令人担忧，也为珊瑚礁的未来带来希望。如果多样性对珊瑚的健康不可或缺，那么持续的物种丧失可能会以导致礁石进一步衰退的方式，显著改变这些生态系统。在“生态系统引擎”崩溃之前，还能移除多少部件？
话虽如此，美国国家科学院报告中的许多策略都涉及利用生物多样性——包括遗传和物种两个层面——来增强珊瑚礁的韧性。例如，在不同种群之间进行杂交培育珊瑚；改变珊瑚基因，使其具备新的功能，如更高的耐热性；以及将耐受压力的珊瑚或珊瑚基因迁移至新的地点。
技术方面的有前景的进展，例如从空中绘制珊瑚礁地图，也可能有助于研究人员评估珊瑚健康状况，并确定其中包含的物种。这一基线信息可能有助于更好地为管理和修复工作提供依据。
珊瑚正处于困境之中，但它们尚未走到穷途末路。或许，借助其剩余生物多样性的力量，可以为它们争取一线生机。
