随着我们对海洋的神秘之处的不断发现,这个孕育了无数生命的大汤水,不断地让震惊着我们。我一直惊讶于生命的顽强,他们可以以任何可能的方式生存。哪怕是我们对他们施加了严格有序的控制,生命依然无拘无束。跨种类和物种的杂交,融合的种群,以及奇美拉就是这种例子。 某方面来说,生命不在乎种类间的差异或者个体之间的差异。那么是什么妨碍了你的鹿角珊瑚(Acropora)长到轴孔珊瑚(Montipora)上并且融合呢?这就是所谓的自我/非自我识别。珊瑚,就像很多无脊椎或者脊椎动物,能够区分他们自己和其他种类或者同种类的其他动物的组织。要不是这种自我识别,所有东西都将长到一起,然后融合。这种识别使得动物可以在他们的生存环境中保持作为一个独立动物的界限。简单来说,这是一种免疫系统。 珊瑚有三种融合方式:1)同生融合,相同基因的组织融合,比如鹿角珊瑚的各个分支互相融合;2)他生融合,同种类但不同基因的珊瑚融合;3)跨种融合,完全不同种类的珊瑚融合。这将导致奇美拉的产生。

当我在水族馆看到照片中的这个开放脑(Trachyphyllia左图)时,我问我自己,“这是怎么形成的?”看上去像是有谁把两个颜色完全不同的珊瑚用胶水无缝地粘合在一起。后来,我了解了珊瑚是如何能够在刚受精后与其他的受精卵融合(Veron,2000),这就解释了图中这个完美的一半一半颜色的开放脑。另外一种融合发生于两个或多个珊瑚的浮游幼体彼此相邻地附着下来,最后相互长到一起,融合成一个大种群,这种情况经常可以看到原来的种族开始融合的分界线。随着生长,或者是因为多个种群的融合,这个界线会比较模糊,常常很难区分哪里到哪里是一个种类。已知鹿角杯形珊瑚(pocillopora damicornis)幼体很容易和其他种类的鹿角杯形珊瑚幼体融合(Hidaka,1985)。也许那个开发脑就是这样形成的。 2这个现象的另一个案例就是我最近收到的一个圆帽(goniopora上图)。它也是分成一半一半,一边是紫褐色,一边是绿色。仔细检查两种珊瑚之间的边界(下图),可以看到一些水螅体两种颜色都有,并且两半之间的珊瑚骨架没有任何缝隙。 3同种类的珊瑚经常会互相组织融合,然后长成一个大种群。有时候,两个相近种类的珊瑚长得很靠近,然后碰到了一起。他们仍然互相独立,但因为血缘相近,所以不会互相厮杀。钮扣珊瑚有各种各样的颜色,可能代表了不同的基因品种,常常会在一块珊瑚石上紧挨着生长。当仔细察看时,会发现他们并没有融合,只是紧靠着生长。不同的种类间可能会有生存竞争,但他们不会像榔头珊瑚(Euphyllia)会杀死轴孔珊瑚(montipora)一样互相残杀。 我觉得,珊瑚之间的这种微妙关系非常地美妙。我们都非常喜欢这样的野外珊瑚景象,数十种不同种类的珊瑚紧密地排列在一起,大多数水族人员恐怕都不敢这样处理他们宝贵的珊瑚。珊瑚拼盘是非常畅销的,最常见的就是有多种钮扣的珊瑚石。在一块石头上,几乎可以有无穷多种色彩。

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  对我来说,创造这种组合是一门艺术。合适的色调质感搭配,整体的构成,以及如何吸引眼球,这些就造就了一个作品的美感。但是,我很容易厌倦。在很长一段时间里,我觉得圆帽(goniopora)和脑(thrachyphyllia)的融合比任何其他种类的组合更让我兴奋。所以,我干了其他礁岩农民“艺术家”都会做的事情,我抄起了我的电动工具。我对这些自然融合是那么着迷,我想要亲自来尝试一下。 众所周知,植物的嫁接已经不是什么新鲜事。买来的一颗玫瑰,它会有一个强健的野生种的根系,上部则是美丽的花卉品种。这么做是因为人工培育的品种通常都没有野生品种的根系强壮和生长快速。你可以买到有四种不同果实的果树,或者是一半粉色,一半白色的花树。 那么,嫁接珊瑚怎么样?你说什么?为什么这么做? 为什么不呢?如果仔细选择,那么一个珊瑚蛰伤另一个珊瑚的问题并不会出现。我决定从糖果脑(acanthastrea)开始我的融合试验。我选了两种糖果脑(Acanthastrea echinata),他们有相近的形状。一个是褐色底色点缀着一点点绿色。另外一个是橙色带蓝条纹。两种我都切下一块,每块大约有4个口器。我尽可能使得将来需要融合的地方平整。然后我把两块都粘到一块基石上,让他们的平面互相贴住。一周后,当我看到他们没有杀死对方,我送了一口气。

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我又用同样的方法处理了两个飞盘。我没有辨认他们的细微种类,只是注意到一个是橙色的,一个是绿色的。我用电锯把两个飞盘都对半切开,然后用一点点胶水在切口底部粘合。两天后,我发现绿色的那个在接触后渐渐地死去了,橙色的则没有受到影响。最后我把两个珊瑚分开了。飞盘类珊瑚有很多种类,显然这两个种类不能相容。看来,为了使他生嫁接珊瑚成功,需要更加仔细地做检查工作。 我之后所有的嫁接工作都成功了,没有发现不相容的情况。我拥有的糖果脑(acanthastrea lordhowensis)比任何其他珊瑚都多。我想,把所有的颜色都拼在一起该有多美啊。紫褐色的珊瑚在蓝色,绿色,红色的映衬下是多好看啊。一次,我把两个水螅体对半切开,然后粘在一起。最终,他们长出了各自的口器,没有像我想象那样立即融合在一起。我还有很多粗糙棘叶珊瑚(echinophyllia),我把几种嫁接在了一起。快到的圣诞会需要红色和绿色的组合,我很高兴能够提供。

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我决定用这种方法来处理我手上的几个Goniopora。我把几个不同种类的Goniopora tenuidens嫁接在了一起(他生融合)。然后我又尝试了红色绿色的Goniopora burgosi和Goniopora stutchburyi。我还做了Goniopora norfolkensis和Goniopora Planulata的跨种嫁接。

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这篇文章写作时,这些嫁接还没有完全融合。嫁接的珊瑚间没有发生明显的互相蟄刺的直接冲突,但也有可能他们之间正发生着看不见的化学战。这需要仔细研究嫁接和没有嫁接的珊瑚的样本来确定情况是否是这样。 我的实验结果呼应了一些科学家的发现。其中包括这些嫁接试验:野生环境中的海柳(Gorgonian)(Bigger, Runyan,1979),鹿角(Acropora)和微孔珊瑚(Porites)(Hildemann, Linthicum和Vann,1975),以及近年对排孔珊瑚(Seriatopora)(Nozawa, Loya, 2005)的试验。同生嫁接通常比较快,融合也迅速。研究发现,他生嫁接不能形成稳定,长久的融合。最终不同个体的组织都会分开,甚至一开始就分开。跨种嫁接一般不能融合,或者其中一个珊瑚占据主导地位并且/或者两个种类之间有一大块死亡组织的区域。 在开始这一系列嫁接的时候,我曾经期望他生嫁接(嫁接同种类的两个不同珊瑚)可以完全融合。但是,在看到我的实验结果以及阅读了一大堆相关资料后,看起来,这种没有融合的共生状态已经是我们对成年个体他生嫁接可以期待的最好结果了。然而,我还是打算尝试更多的嫁接,以确定珊瑚大小是否会对结果有影响。有资料表明幼小的珊瑚个体更容易接受他生嫁接和跨种嫁接(嫁接不同种类的珊瑚)(Hidaka, 1985; Nozawa, Loya, 2005)。我会使用非常小块的珊瑚组织来试验,看看是否能够看到和幼体或者未成年珊瑚个体同样的反应。需要注意的是,这些嫁接试验并没有形成稳定的混合体,当珊瑚长大,他们的个体免疫开始起作用的时候,他们就分开了。 在另一篇名为“造礁珊瑚的移植和免疫排斥反应”(Hildemann, Linthicum和Vann, 1975)的论文中的一系列实验中,做了很多美丽轴孔珊瑚(Acropora formosa)和微孔珊瑚(Porites andrewsii)的试验。他们发现种内的同生嫁接总是可以形成非常相容的融合。然而他们发现他生融合和跨种融合不能形成软组织的长期融合。他生融合起初的几周,被外力强行并在一起的部分会形成一些软组织融合,然后在硬组织仍然合在一起的情况下,软组织会互相分离。如果不是强行让两者接触,起初的软组织融合都不会发生。在跨种嫁接中,不会有软组织融合,珊瑚会分泌出一层骨架来分离他们的软组织。可以看到这个叫做骨质的东西,和珊瑚用于固着在基石上的骨质是类似的。 虽然嫁接没有能够产生长期稳定的他生嫁接,但先前的一半一半的开放脑和圆帽的例子让我相信这是可能的。海洋园艺刚刚起步。很多可以用于珊瑚的技术早已在园艺业中使用。海洋已经为我们展示了这种可能性是存在的。

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如有疑问,请访问我在Reef Central上的作者论坛 参考文献:

Bigger C.H. and Runyan R. 1979. An In Situ Demonstration Of Self-Recognition In Gorgonians. Developmental and Comparative Immunology, Vol. 3. pp. 591_597.

Bigger C.H. 1988. Historecognition and Immunocompetence in Selected Marine Invertebrates. (Richard K. Grosberg, ed.). pp. 55-65.

Coombe D.R., Ey P.L., Jenkin C.R. 1984. Self/Non-Self Recognition In Invertebrates. The Quarterly Review of Biology, Vol. 59.

Hidaka, M. 1985. Tissue compatibility between colonies and between newly settled larvae of Pocillopora damicornis. Coral Reefs. 4:111-116.

Hildemann, W.H., Linthicum, D.S., and, D.C. Vann, D.C. 1975. Immunoincompatibility Reactions In Corals. Adv Exp Med Biol. 64:105-14.

Hildemann W.H., Linthicum D.S., and Vann D.C. 1975. Transplantation and Immunoincompatibility Reactions Among Reef-Building Corals. Immunogenetics 2:269-284.

Nozawa Y., Loya Y. 2005. Genetic Relationship and Maturity State of the Allorecognition System Affect Contact Reactions in Juvenile Seriatopora Corals. Marine Ecology Progress Series. Vol. 286:115-123, 2005

Rinkevich B., Frank U., Bak, R.P.M., Muller W.E.G. 1994 Alloimmune Responses Between Acropora hemprichi Conspecifics:Nontransitive Patterns of Overgrowth and Delayed Cytotoxicity. Marine Biology. 118, 731-737.

Veron, J.E.N. 2000. Corals of the World. Australian Institute of Marine Science, Townsville. 3 Volumes.