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在佛罗里达州坦帕湾南部，一个安静的社区和一片红树林之间，定制设计的水族馆是成千上万海胆幼虫的家园，它们在水中翻滚和漂流。佛罗里达水族馆和佛罗里达大学的科学家们照顾这些小海胆，每天在显微镜下检查它们是否有迹象表明它们正在发育成幼海胆，幼海胆看起来就像成年海胆的缩小版。很少有人能成功。在实验室里孕育的100万个胚胎中，只有大约10万个变成了幼虫。其中，只有2000只变成了成年人。
在这个特殊的时刻，加勒比海的珊瑚礁需要尽可能多的海胆。
长刺海胆(Diadema antillarum)在加勒比海珊瑚生态系统中起着至关重要的作用。在其他地方，人口过多的海胆被视为恶棍——例如，在加利福尼亚，潜水员用锤子砸碎紫色海胆，以防止它们砍伐海带森林——迪亚德马是加勒比海地区的无名英雄。海胆又黑又圆，有向四面八方辐射的刺，有些像编织针一样长。海胆吃大量的藻类，否则这些藻类会使珊瑚窒息，或阻止珊瑚幼虫附着在岩石上并生长成群落。
“它们是非常简单的动物，但它们的工作效率很高，”佛罗里达水族馆的生物学家、海胆实验室团队成员亚历克斯·彼得罗西诺说。在海胆放射的刺会聚的地方，它们有精致的球根状骨骼，上面有一些洞，供扭动的管足和刺附着的凸起。它们的嘴长在骨骼的中间，在动物的下腹部，上面装有石灰石板，用来刮掉坚硬表面上的藻类。Petrosino称Diadema为珊瑚礁的清洁工，因为它在清洁珊瑚礁表面方面非常有效。
然而，在20世纪80年代，一种未知的疾病杀死了加勒比海地区97%的Diadema海胆，北至百慕大。后来由一种被称为纤毛虫的单细胞生物引起的爆发进一步摧毁了海胆。
因此，藻类占据了曾经是珊瑚家园的空间;自20世纪70年代以来，加勒比地区的活珊瑚覆盖面积总共下降了80%以上。疾病、水质下降、气候变化和过度捕捞都起到了一定的作用，但海胆的缺乏使问题更加严重，尤其是在佛罗里达州，污水、肥料和土壤的营养径流为藻类提供了养分，而日益温暖的夏季也鼓励了它们的生长。虽然鱼类和其他动物通常也吃藻类，但过度捕捞导致许多珊瑚礁没有足够的食草动物。海胆已经回到了一些地方，但大多数珊瑚礁根本没有足够的清洁工来保持清洁。
为了解决这个问题，佛罗里达水族馆与佛罗里达大学水产养殖研究人员合作，将更多的海胆带到世界上。该团队正在饲养长刺海胆，合作伙伴将它们释放到佛罗里达州及其他地区挣扎的珊瑚礁中，目的是开发可大规模应用的方法。
如果能够有效和大规模地进行，在实验室中饲养海胆可能会在它们无法自行恢复的地方启动野生海胆的数量。(有时是因为没有足够的成年海胆来繁殖，或者因为珊瑚的减少导致海胆栖息地的减少，或者因为像螃蟹这样的捕食者藏在藻类中，以小海胆为食。)波多黎各和加勒比海的萨巴岛(荷兰的一个自治市)的研究人员也在研究海胆的重新繁殖。这个想法在加勒比海以外也引起了人们的兴趣，现在红海和印度洋的另一种Diadema物种也受到了纤毛虫的袭击。
然而，抚养迪亚德马并非易事。
饲养海胆的努力与佛罗里达水族馆保护校区的其他项目共享空间。在一个明亮宽敞的实验室里，获救的患病或受伤的海龟透过窗户凝视着巨大的水箱，等待着兽医的治疗。在附近的一个温室里，成千上万的珊瑚可能有一天会补充加勒比海的珊瑚礁，它们在宽阔、浅的水箱里静静地生长。在这些充满魅力的生物之间，隐藏着许多处于不同生命阶段的海胆。
“我们现在在那里有幼虫，”博士后研究员亚伦·皮尔尼克指着其中一个水箱说。这个40升的水箱里有成千上万只海胆宝宝，但它们太小了，透过玻璃我只能看到海水。
这个水族缸是一个奇怪的形状，一边弯曲，另一边是方形的。水在它周围循环流动，带着微小的海胆幼虫不停地飞行。Diadema幼虫不擅长游泳，所以如果没有持续流动的水，它们就会沉没并死亡。水不能流得太快，否则幼虫会撞到彼此，这对这些脆弱的生物来说是一个问题。每一种幼虫都有两条长臂从它小小的身体上伸出来，如果一条臂断裂，幼虫就会死亡。一些幼虫的手臂有4毫米长，身体只有半毫米宽。“那是身体宽度的八倍!”佛罗里达大学水产养殖专家、海胆实验室负责人乔希·帕特森说。我们俩都花了一分钟思考，如果有那么长的手臂生活会是什么样子。
“它们的幼虫阶段非常敏感，”帕特森补充说。他在一个普通的桶里养过其他种类的海胆，但迪亚德马需要特别的照顾和一流的水质。有一次，不干净的水使一批幼虫生病;兽医给它开了抗生素，并给它换了水，这有助于幼虫的恢复。为了避免再次给幼虫注射抗生素，帕特森和他的团队改进了水净化系统，并增加了一个巨大的紫外线过滤器来杀死细菌。
帕特森说，Diadema的另一个“疯狂之处”是，“幼虫阶段与成虫阶段完全不同。”在每一个幼虫体内，都会生长一个小海胆，等待着蜕变，就像毛毛虫即将变成蝴蝶一样。或者，帕特森若有所思地说，它更像是一艘载着一个小外星人的宇宙飞船。
如果一切顺利，幼虫会在四到六周内变成成虫的微型版本。帕特森给我看了一张显微镜下的新海胆的照片，指出它微小的骨架球，辐射的棘和滑稽的巨大管足，海胆有望长成。总的来说，它的直径约为一毫米，还没有铅笔尖大。
在幼虫变成小海胆后，研究人员将它们转移到隔壁温室里又宽又浅的水箱里——这是它们通往海洋之旅的下一站——在那里，它们将在没有捕食者威胁的情况下生长。在温室里，海胆有时与小珊瑚群共用水箱，以帮助保持珊瑚藻类的自由。皮尔尼克指着一个水箱，里面满是一岁的海胆，它们的身体不到4英寸宽，脊骨和钢笔一样长。
这些容器包括石块和切成薄片的PVC管，看起来像小海胆车库，动物们可以在那里避难。研究人员希望海胆能利用这些结构在夜间活动，白天躲藏，晚上出来觅食。在野外，这种本能帮助海胆避免被螃蟹、萤火虫或扳机鱼皇后咀嚼，“就像小糖果一样”，皮尔尼克说。然而，当我们窥视水箱时，有些海胆躲在车棚里或岩石下，而另一些则没有，这表明并非所有实验室饲养的海胆都有隐藏的本能。
皮尔尼克解释说:“如果你被关在鱼缸里，你的行为就会和在珊瑚礁里的海胆不同。”“这可能对捕食或迁徙等事情产生重大影响。”
旁边的一个水箱里装满了从佛罗里达群岛附近的珊瑚礁收集来的十几只成年海胆。皮尔尼克拿起一只海胆，把一个大的两尖叉塞在它下面，这个叉是专门设计用来移动海胆而不被有毒的刺刺到的。这是该实验室饲养的所有小海胆的父母之一，截至2024年4月，共有5403只海胆。这个数字还不足以恢复整个生态系统，但皮尔尼克说，这比2018年开始的时候“突飞猛进”。
白板上有一张迪亚德马的记分卡，上面列出了实验室里所有人的名单。在2018年和2020年的第一次尝试中，没有产生任何海胆，但第二年，该团队成功饲养了100只成年海胆。到2022年年中，他们一直在生产海胆;从2023年底开始的一群人有1800多人。
现在研究人员已经弄清楚了如何饲养Diadema，下一步是了解这些实验室饲养的海胆以及它们在野外支持的生态系统会发生什么。
2021年，当研究人员将一群小海胆倒入佛罗里达群岛中部的浅水区时，这些带刺的球体在海底的岩石和沙地上穿梭，寻找庇护所。它们冲向岩石之间的裂缝，挤在分叉的鹿角珊瑚下面。从那以后，海胆实验室的合作伙伴们释放了其他的海胆，并正在研究实验室饲养的海胆在野外的反应，它们是否会对珊瑚礁产生影响，以及什么样的策略可以帮助更多的海胆生存。然而，追踪特定的海胆去向并不容易。海胆不能像其他野生动物那样被贴上标签，所以它们在白天被藏起来，这样很难被发现。
帕特森说:“我们已经取得了长足的进步，但显然还有很多事情要做。”尽管未知，他还是很乐观。他和皮尔尼克发现，即使是稀疏的成年海胆——每70平方英尺的珊瑚礁只有一只海胆——也能减少藻类。“我的意思是，这些东西吃得很多。这有点不可思议。”
但海胆和其他食草动物的缺乏只是影响珊瑚礁的众多问题之一。气候变化加剧的海洋热浪是一个特别严重的威胁。2023年，佛罗里达州和加勒比海其他地区前所未有的高温造成了广泛的珊瑚白化和死亡。这是全球白化事件的开始，这是有记录以来的第四次，也是过去十年来的第二次。
帕特森指出，成功恢复包括海胆在内的珊瑚礁并不是不应对气候变化的借口。贪婪的海胆不能阻止海洋热浪或保护珊瑚免于白化。尽管如此，海胆可以帮助珊瑚礁在热浪过后恢复，为我们减少化石燃料排放争取时间。帕特森说:“在这些更大的问题得到解决的同时，我们正在做一件小事，试图把事情放在一起。”
当珊瑚在热浪中死亡时，珊瑚礁上的空间打开，没有海胆，很快就被藻类覆盖。温室水族馆也是如此。如果没有海胆，鱼缸的表面就会被毛茸茸的绿藻覆盖，阻碍小珊瑚的生长。皮尔尼克指出，在其中一个温室的水箱里，有一只豌豆大小的海胆把小珊瑚周围的藻类都吃光了。和所有动物一样，海胆只是在吃东西，但它也为珊瑚的生长创造了空间。只要有一点帮助和一点希望，这两种生物和它们的后代可能有一天会成为野生珊瑚礁的一部分，为各种充满活力和繁荣的生命提供栖息地。
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