科技日报记者 吴纯新 通讯员 王俊芳
近日，中国地质大学（武汉）地质微生物与环境全国重点实验室陈中强教授团队联合德国埃尔朗根—纽伦堡大学、英国布里斯托大学团队，通过系统收集并修订显生宙珊瑚化石大数据，结合先进的贝叶斯生灭模型，模拟揭示了珊瑚与光合微生物之间的共生关系在长达五亿年地质历史中的演变规律。相关研究成果以《光共生在珊瑚演化中的条件性优势》为题，在《美国科学院院刊》在线发表。
生物的成功离不开有利性状的创新与演化，对于现代热带海洋中的珊瑚，与虫黄藻建立互惠共生关系，是其占据生态优势的关键。虫黄藻通过光合作用为珊瑚供给能量，支撑珊瑚快速造礁、抢占海洋生态优势位。但本次研究证实，珊瑚的光共生生态优势存在明显的阶段性，并非贯穿整个演化历史。
研究团队依托贝叶斯演化重建模型、多变量生灭模型，还原了数亿年来珊瑚种群的演化动态。结果显示，珊瑚生态格局曾发生重大转折：古生代海洋中，不依赖光合作用的非光共生珊瑚占据绝对主导地位；直至中生代，光共生珊瑚才逐步崛起，并在新生代彻底成为海洋珊瑚群落的主流类群。
研究团队负责人陈中强解释，中生代是珊瑚演化的关键分水岭。此前，海水温度、海水化学条件等外部环境是决定珊瑚存亡的核心因素，环境剧变可直接重创珊瑚种群；此后，海洋环境趋于稳定，种间竞争、群落生态结构等生物内部相互作用成为主导因子，珊瑚与虫黄藻的共生优势才真正被激活，推动光共生珊瑚大规模扩张。
本次研究还发现一项颠覆性规律：显生宙内珊瑚灭绝率与海水温度的关联发生系统性反转。古生代时期，海水高温会显著提升珊瑚灭绝风险，温度与灭绝率呈正相关；进入中新生代后，二者关系逆转为负相关，温和升温反而成为珊瑚繁衍扩张的有利条件。这也证明，珊瑚本身适配温暖海洋环境，却无法承受快速极端升温。
“现代珊瑚礁的繁盛，从来不是单一生物进化性状造就，而是生物演化创新与地球长期环境变化双向适配的结果。”陈中强表示，以往我们片面认为共生关系永远利好珊瑚，却忽略了环境变迁会彻底改写生物生存规则。
当前，全球变暖引发珊瑚大规模白化，海洋酸化持续侵蚀珊瑚骨骼，全球珊瑚礁生态系统持续退化。该研究指出，不同珊瑚类群应对环境胁迫的能力差异显著，珊瑚生存筛选规则会随环境动态变化。
（受访单位供图）
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