地大新闻网讯（记者 王俊芳）6月23日，我校地质微生物与环境全国重点实验室陈中强教授团队联合德国埃尔朗根—纽伦堡大学、英国布里斯托大学团队，在国际知名期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表题为《光共生在珊瑚演化中的条件性优势》的研究成果。研究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五亿年地质历史中的演变规律。
图1 泰国可兰岛珊瑚礁中五彩缤纷的珊瑚（Wolfgang Kiessling提供）
生物的成功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（图1）而言，与虫黄藻建立的互惠共生关系，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。但本次研究证实，珊瑚的光共生生态优势存在明显的阶段性，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、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。
图2. 贝叶斯方法估算不同珊瑚类群在显生宙的演化轨迹
文章第一作者韦振晟解释，中生代是珊瑚演化的关键分水岭。在此之前，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；在此之后，海洋环境趋于稳定，种间竞争、群落生态结构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（图2）。
图3. 显生宙温度变化与Z珊瑚灭绝率滑动窗口Spearman相关性分析。注：红色曲线代表两者正相关，蓝紫色曲线代表两者负相关。
本次研究还发现一项颠覆性规律：显生宙内珊瑚灭绝率与海水温度的关联发生系统性反转。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。这也证明，珊瑚本身适配温暖海洋环境，却无法承受快速极端升温（图3）。
“现代珊瑚礁的繁盛，从来不是单一生物进化性状造就，而是生物演化创新与地球长期环境变化双向适配的结果。”研究团队负责人陈中强表示，以往我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。从深时地质视角厘清珊瑚适应规律，能够帮助科研人员预判珊瑚种群演化趋势，精准筛选耐高温抗性珊瑚，为珊瑚礁生态修复与海洋气候保护提供关键理论支撑。
论文的第一作者为地质微生物与环境全国重点实验室2025级直博生韦振晟，陈中强教授为本文的通讯作者，黄元耕研究员、郭镇博士、苏乐为博士，德国埃尔朗根—纽伦堡大学的沃尔夫冈・基斯林（Wolfgang Kiessling）教授，英国布里斯托大学迈克尔・本顿（Michael Benton）院士也参与本研究。该工作得到国家研发计划项目、自然科学基金委重点项目、国家留学基金委创新交流和中国地质大学（武汉）自主创新资助项目的支持。
论文链接：Wei, Z.S., Kiessling, W., Guo, Z., Benton, M.J., Su, L.W., Huang, Y.G., and Chen, Z.-Q.*, 2026. The contingent advantage of photosymbiosis in coral evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 123(26), e2532242123. https://doi.org/10.1073/pnas.2532242123
（审稿 陈华文）
