记者6月26日从中国地质大学(武汉)地质微生物与环境全国重点实验室获悉，该实验室教授陈中强团队联合国际科研团队，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5亿年地质历史中的演变规律。相关研究成果近日在线发表于国际学术期刊《美国科学院院刊》。
生物的成功演化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来说，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。
然而，此次研究证实，珊瑚的光共生生态优势存在明显阶段性，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和多变量生灭模型，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。
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、群落生态结构重塑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。
该研究还发现，显生宙内，珊瑚灭绝率与海水温度的关联发生了反转。在古生代时期，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。
“现代珊瑚礁的繁盛，从来不是单一生物进化性状造就的，而是生物演化创新与地球长期环境变化双向适配的结果。”陈中强说，以往人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。
