抢救珊瑚为何要建立精子银行？ _科学

一位科学家检查赫伦岛珊瑚精子的冷冻样本温度。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

珊瑚的精子束难以在开放海域收集，所以科学家收集活珊瑚，并将珊瑚放进装有海水的开口水箱，在夜间将水箱置于露天环境。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

研究人员目前只冷冻珊瑚的精子，因为较大的卵子很难在不受损的状况下冷冻。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

科学家收集许多珊瑚的精卵束，清洁后将精子分离出来进行冷冻。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

赫伦岛沿岸的珊瑚通常在11月的满月后产卵。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

大堡礁南部赫伦岛沿岸的珊瑚。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

大堡礁的珊瑚在繁殖季时，会在夜间特定时段于水中释放大量精子和卵子。PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM

视频：这间世界最大的珊瑚精子银行，或许能拯救我们的珊瑚礁。

视频：珊瑚礁的基本知识。珊瑚礁是什么？珊瑚能生长在世界各地的热带海洋水域。但你有多了解珊瑚礁与建造珊瑚礁的小动物：珊瑚虫呢？本片介绍珊瑚，以及暖化海水为何会威胁珊瑚礁生态系的未来。
（）据美国国家地理（撰文：John Pickrell 编译：涂玮瑛）：大规模珊瑚白化事件出现后，科学家正在建立大型的冷冻精子库，确保这些重要的海洋物种能持续存活。
在星月的光辉下，澳洲科学家最近收集了一些海中最珍贵的宝藏：来自大堡礁的大量珊瑚精子。
研究团队在11月中于赫伦岛进行为期三周的考察，收集了1710亿颗精子。这些精子来自31个珊瑚群体，共有8种硬珊瑚。研究人员随后将这些样本快速冷冻，并存入世界最大的珊瑚精子银行，该银行位于澳洲新南威尔斯的塔隆加保育学会的西部平原动物园。
史密森尼学会的海洋生物学家玛莉．哈格多（Mary Hagedorn）是最先进行珊瑚精子冷冻技术的人。她说，科学家希望最后能把大堡礁的所有珊瑚物种都保留下来，而这座两千多公里长的著名珊瑚礁系统，由大约400种珊瑚构成。
目前进行的计画正在与时间赛跑，在珊瑚族群缩减且丧失遗传多样性前，研究人员尽全力从许多重要的造礁珊瑚中收集样本。在2016与2017年的夏天，暖化海水造成珊瑚大规模死亡，使大堡礁北部区域大多了无生机。
住在夏威夷的哈格多说：「我们的问题是无法训练足够人手，或是没办法快速行动。」
喜欢在月光下产卵的动物
造礁珊瑚是具有触手的小型海洋动物群体，它们会在体外生长硬骨骼来保护自己。这些钙质结构就是我们所见的珊瑚礁。珊瑚礁如同海洋的热带雨林，是生物多样性极高的区域，种类繁多的海洋动物依靠珊瑚礁来取得食物与庇护。
珊瑚对温度变化非常敏感，因为人类活动导致海洋暖化，全球已有大量珊瑚礁死亡，只留下了无生气的白色珊瑚骨骼。如果未来跟气候模型预测的一样，这些所谓的「大规模珊瑚白化事件」就会变得更为频繁、更加严重，我们所知的珊瑚礁可能会就此消失。
也因为如此，塔隆加的科学家与史密森尼保育生物学研究所才会着手建立冷冻精子银行。在六个珊瑚产卵季中，他们从许多独立的珊瑚群体收集数以兆计的精子，大致保存了16种珊瑚的基因多样性。
收集并冷冻珊瑚精子并非易事。大堡礁珊瑚会在夜晚的特定时段集体产卵、排精，每年的产卵季只有一周，通常在11月的满月之后。
丽贝卡．荷布斯（Rebecca Hobbs）是塔隆加的生殖生物学家，也是带领该次考察的人之一。她说：「我们得在几个月前就预订航班，因为我们知道珊瑚会在特定时段内产卵。」
在开放海域收集珊瑚的精卵几乎是不可能的，所以科学家会采收整株珊瑚，放进装满海水的开放水箱，并将水箱置于星月之下，让珊瑚能对这些环境信号做出反应，就如同它们在珊瑚礁上一样。特定物种的珊瑚产卵时，会释放大量精卵束。
「我们收集精卵束，把精子和卵子分离并清洁干净。」哈格多说：「接着我们冷冻精子，然后将它们解冻来进行测试，确保它们能够使卵子受精。」
目前研究人员只冷冻精子，因为珊瑚卵子比精子大得多，难以在毫无损伤的情况下冷冻又解冻。但哈格多的团队也在研究冷冻珊瑚卵子的技术，也可能把这技术用来冷冻珊瑚幼虫。另外，他们最近在《科学报告》上发表成果，已经成功用冷冻数年的精子让新鲜卵子受精，并繁殖出健康的珊瑚幼虫。
为未来存下精子
理论上，只要将精子储存在摄氏零下195度的液态氮中，生命现象就会暂时停止，而且这种状态可以维持数百年。
彼得．哈里森（Peter Harrison）是澳洲南十字星大学海洋生态研究中心的主任，今年帮助研究团队在赫伦岛收集精卵。他说：「冷冻保存计画的潜在意义，在于它能让我们冷冻各种健康珊瑚的精子，以免未来珊瑚的遗传多样性大幅降低。」
荷布斯说，大堡礁南部的珊瑚比北部更健康也更完整，这也是为什么他们今年一定要扩大收集规模。他们前几年与澳洲海洋科学研究所合作，在靠近唐斯维的大堡礁中部收集珊瑚精卵。但珊瑚白化事件已经使这些珊瑚数量严重下降。
哈里森说：「遗传多样性已经降低很多了，我们只能寄望于剩下来的残存珊瑚族群。」他又说，世界各地的珊瑚礁失去珊瑚的速度，都比恢复的速度更快，所以生物银行才会如此重要。
「如果我们的生物银行里有某种珊瑚的精子，那我们就能回到它们的栖地，帮助它们的族群重建多样性。」哈格多说：「即使我们只有三、四株珊瑚个体，我们收集的精子也蕴藏了极高的多样性。虽然冷冻精子现在只是精子而已，但它们对恢复珊瑚族群有巨大影响。」