红海热浪中的珊瑚“益生菌”试验：灭活微生物制剂也显现保护潜力

2022年红海夏季热浪期间，沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）研究人员在红海中部的阿尔法哈尔礁（Al Fahal Reef）进行了一项为期15天的开放海域试验。他们选择已出现白化的拟鹿角珊瑚（Acropora cf. valida），在日均约30.9—31.9℃的高温海水中，直接检验微生物制剂能否减轻自然热胁迫带来的伤害。1

试验如何进行？

团队从健康珊瑚中分离出有潜在益处的细菌，配制成两种活菌益生菌组合；同时制备对应的后生元组合，即将相同微生物经加热灭活。后生元不含可复制、可定殖的活菌，但仍保留灭活微生物细胞及其生物活性成分。研究人员将这些处理与安慰剂对照组比较。1

珊瑚健康主要通过两项指标评估：

• 珊瑚颜色：组织颜色变浅、发白通常意味着白化加重；
• Fv/Fm：即珊瑚体内共生藻的最大光合效率，可反映其光系统在压力下的工作状态。1

15天后，哪些表现得到改善？

结果显示，一种活菌益生菌配方和一种后生元配方显著改善了珊瑚整体健康状况，其中包括更健康的颜色表现。与此同时，两种活菌配方和一种灭活配方都维持了共生藻的Fv/Fm；接受安慰剂处理的珊瑚则出现显著的热胁迫相关Fv/Fm下降。1

这意味着，在真实海洋热浪而非实验室水箱环境中，部分微生物处理有助于受热珊瑚维持共生藻的光合作用功能，并缓解可见的白化状态。

不过，现有材料没有提供颜色评分或Fv/Fm变化幅度的具体数值，因此无法据此量化各组改善了多少。1

活菌与后生元，改变珊瑚微生物组的路径不同

遗传和代谢组分析表明，这两类处理并非把珊瑚塑造成同一个“理想微生物组”。相反，它们带来了不同的微生物群落和代谢特征。1

• 益生菌处理富集了一些被认为可能有益的细菌属，包括Terasakiispira和Pseudoalteromonas。1
• 后生元处理则伴随着Cobetia菌株增加；研究将这类细菌与珊瑚耐受热胁迫的能力联系起来。1

这一差异尤其值得注意。活菌制剂可能作为接种菌直接进入或影响珊瑚微生物群；而灭活制剂中的细菌无法在珊瑚中生长繁殖。因此，后生元更可能是通过其细胞成分或代谢活性物质影响珊瑚宿主反应，或有利于原本就存在的有益菌增多。这个解释具有合理性，但具体因果机制仍有待进一步厘清。1

为什么后生元可能更适合扩大应用？

与必须保持活性的微生物培养物相比，热灭活后生元可能具有更长的货架期，对储存和运输条件的要求也较低，并可能降低生产成本。1

这些特点意味着，若未来用于反复、跨区域的珊瑚礁修复项目，后生元或许比活菌制剂更容易配送和部署。对于偏远海域的现场修复工作而言，这种后勤优势可能相当重要。1

不是“治愈珊瑚礁危机”的灵丹妙药

这项试验为微生物干预提供了在自然热浪下的现场证据，但并不意味着益生菌或后生元能够解决珊瑚礁衰退问题。研究人员将其定位为提升珊瑚韧性、辅助修复工作的工具；要减少海洋热浪和大规模白化的根源性风险，仍离不开应对气候变化的更广泛行动。1