高温环境，珊瑚礁鱼如何适应环境变化？适者生存？

气候变化导致全球海洋平均温度上升，热温差加剧，热带珊瑚礁鱼类通常在其狭窄的最适温度范围内表现最佳，然而，许多珊瑚礁鱼类目前已经接近其热耐受上限。纽约大学阿布扎比分校穆巴达拉阿拉伯气候与环境科学中心的研究人员发现，自世界上最热的海域阿拉伯湾的珊瑚鱼对温度波动的耐受性比其他温度相对稳定区域的珊瑚礁鱼类更高。

2016年，哥德堡大学生物与环境科学系Erik Sandblom在《Nature》上的一篇研究提出了“塑料地板和混凝土天花板”假说，该假说认为，生物体在长期热环境变化中，基础生理代谢表现出较大的可塑性，即“塑料地板”；而生理最大值则相对固定，即“混凝土天花板”。

后续，在2021年的一项研究中，美国夏威夷大学夏威夷海洋生物研究所等研究团队，通过实验探讨了热带珊瑚礁鱼类在全球热浪中的热适应能力，他们发现，在短期热环境下，热带鱼类表现出较低的代谢可塑性适应环境，但在长期的热环境中，则通过其他机制如基因适应等，增强耐受性。

为了探讨极端热变异环境中珊瑚鱼类的适应情况，纽约大学阿布扎比分校穆巴达拉阿拉伯气候与环境科学中心的研究团队选取了三种珊瑚礁鱼类，分别来自阿拉伯湾和邻近的阿曼湾海域，而阿拉伯湾是世界上最热且热温差最大的珊瑚礁生态系统，年温度范围在18.0°C–36.5°C之间，阿曼湾的温度范围为21.0°C–32.0°C，温度相对平和。

研究首次在极端热变异性环境中验证了“塑料地板和混凝土天花板”假说，发现热带珊瑚礁鱼类在长期热变异性环境中的生理反应与温带鱼类不同。阿拉伯湾鱼类的最大代谢率与阿曼湾鱼类相似，支持“混凝土天花板”假说，但基础生理代谢率未表现出显著的区域差异，与“塑料地板”假说不符。

在阿拉伯湾鱼类表现出更高的上热耐受性，然而，这种增强的热耐受性并不足以完全抵消热变异性的增加，导致其夏季热安全边际较低，比阿曼湾鱼类低1.47°C，表明其应对进一步热变异性的能力较弱。进一步研究发现，珊瑚鱼类的热耐受性的增强并不总是伴随代谢率的变化，而可能是通过不同的机制实现的。

“阿拉伯湾鱼类耐热能力的增强表明它们对多年极端气温做出了适应性反应。”研究人员里普利说，“然而，与阿曼湾相比，阿拉伯湾的鱼类多样性明显较低，这表明只有某些物种能够在生理上适应温度变化，这意味着随着气候持续变暖，存活下来的物种将减少。”

“虽然阿拉伯湾的一些珊瑚礁鱼对温度升高表现出轻微的适应性，但许多珊瑚礁鱼却没有，”Burt补充道，他也是穆巴达拉ACCESS中心的联合首席研究员。“这表明，随着全球气温升高，许多生态系统中的鱼类生物多样性可能会下降。我们的研究结果强调，需要进一步研究不同环境下现有的耐热理论，以更好地预测气候变化的长期影响。”

这项研究发现热耐受性的增强并不总是伴随代谢性能的改变，为理解热带珊瑚礁鱼类在气候变化背景下的生理适应机制提供了重要的实证数据，为后续研究提供了新的视角。

参考文献：Grace O. Vaughan, Daniel M. Ripley, Matthew D. Mitchell, Dain McParland, Jacob L. Johansen, Holly A. Shiels, John A. Burt. Narrow Margins: Aerobic Performance and Temperature Tolerance of Coral Reef Fishes Facing Extreme Thermal Variability. Global Change Biology, 2025; 31 (3) DOI: 10.1111/gcb.70100