本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者按：“最丰富的珊瑚礁”跟踪了一个科学潜水团队的成员，他们试图查明世界上生物多样性最丰富的海洋生态系统的中心。长期以来，西太平洋的“珊瑚大三角”被认为是地球上物种最丰富的海洋不动产，它是由大陆大小的栖息地、种群和群落组成的拼凑物。探险科学家们正试图确定这个丰富的镶嵌图案中究竟哪一部分生物多样性最高，但他们的努力承载的意义远比地图上的一个简单点所能暗示的要多得多。一路上，他们将发现数十个新物种，参观以前无人见过的潜水地点和深度，并更好地了解促进生物多样性的因素，以及这些物种丰富的地区在维持健康生态系统中的作用。请参阅下文，查看本系列所有文章的列表。
Gustav Paulay 一手拿着一把生锈的锤子，另一手拿着一把同样饱经风霜的凿子，正在潜水度假村泳池边敲打一块珊瑚碎石。他正在费力敲打的这块两磅重的碎石上布满了六到八厘米宽的孔洞，每个孔洞都通向一个微小的洞穴。就像一个孩子在撬开一个顽固的存钱罐一样，佛罗里达自然历史博物馆的无脊椎动物学家 Paulay 决心弄清楚每一个孔洞的底部。每次成功时，他都会换掉锤子和凿子，换上一对镊子，小心翼翼地取出一个苍白色的小动物，这种动物被称为瘿 蟹，它似乎既对被发现感到困惑，又完全不适应外面的世界。
瘿蟹和珊瑚之间的联系只是这里无数共生关系之一。在珊瑚礁上，你朝任何方向游十英尺，都会碰到一些动物与另一种动物并排、在上面或内部生活。虽然有些生物体在争夺空间或只是共存，但另一些生物体正在合作——生活在生物学和进化上都紧密交织的生活中。Paulay 对这些“物种复合体”的普遍存在感到欣喜若狂，但也对其中许多物种的真实性质知之甚少感到苦恼。“我们根本不知道我们看到的绝大多数关联中发生了什么，”他说。对于大多数情况，研究人员只有快照。他们看到两种生物体生活在一起，但只能猜测它们的关系起什么作用，这种关系对它们的生存有多重要，这种关系是如何演变的，以及这些类型的关联在多大程度上推动了新物种的起源。
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我想你知道的越多，你就越意识到你所不知道的一切，我想是这样的。在我看来，Paulay 和这次探险的其他科学家对整个印度-太平洋地区的共生关系了解得远不止一点点。他们可以滔滔不绝地谈论令人惊叹的各种藤壶，这些藤壶专门生活在同样令人难以置信的各种生物体和非常特定的身体部位上；他们可以详细描述专门生活在棘皮动物、裸鳃亚目动物或海扇上的动物的生活史；而且他们一次也没有提到小丑鱼和海葵，这是这种生物学现象的代表物种，也是当我们大多数人想到珊瑚礁上的共生现象时通常会想到的动物。
共生关系可以采取多种形式，从轻微的寄生，如瘿蟹的情况，到高度合作且对所涉及的两个物种都有益，如小丑鱼和海葵的情况。但是，当你把它们都归结起来时，你会发现这些关联中的大多数都服务于两个基本功能中的一个（或两个）：提供获得食物和其他营养物质的途径，以及提供保护。
可以说，所有海洋共生关系中最重要的是造礁珊瑚和被称为虫黄藻的单细胞微生物之间的食物生成伙伴关系。大多数硬珊瑚的珊瑚虫——以及许多软珊瑚、海葵，甚至巨蛤——都含有这些光合生物。为了换取无机化合物的稳定供应，虫黄藻利用太阳的能量产生碳水化合物，为宿主动物的生长和繁殖提供燃料。如果没有这些内部燃料电池，珊瑚根本没有能力建造支撑这里如此多生命的巨大殖民地公寓楼。
对食物的追求一直是礁石上无数其他物种强大的进化创新者。不乏各种物种间的关系，可以增强生物体获取能量和营养的能力。事实上，许多动物同时保持着多种不同的关系——有时扮演宿主，有时扮演共生体。虽然许多这些关联看起来比珊瑚虫和光合原生生物之间整洁的化学交换更混乱或更不成熟，但并不缺乏专业化。
行动缓慢的生物往往是非常棒的共生宿主。就像穿梭于主要城市的随上随下巴士一样，它们提供了一种可靠的交通方式和偶尔的零食。非刺痛品种对于像我这样的新手共生观察者来说也很棒。现在我知道要寻找什么了，我经常翻动饼海星，而且通常情况下，我会在下面找到颜色匹配的虾，它们使海星免受寄生虫的侵害，并对它们的坐骑可能搅动起的任何东西保持警惕。其他种类的海星、海胆和海参往往有它们自己的共生关系，每个宿主都与自己专门的共生体配对。
藤壶往往处于等式的另一端，它们附着在适合其特定需求的宿主上。最常见的发现地点是在珊瑚和海绵上和内部，但有些物种也出现在螃蟹的鳃腔中，而另一些物种则栖息在龙虾的口器中。考虑到甲壳类动物脏乱的饮食习惯，对于滤食性动物来说，这里并不是最糟糕的栖息地。
对保护的需求是共生创新的另一个强大驱动力。因为总是有一些东西在附近寻找它的下一顿饭，所以大多数动物都躲藏起来，而且它们通常躲藏在其他生物体的上面或内部。有些动物要么躲藏在相对显眼的地方，要么躲藏在海胆的刺或海葵的触手之间，要么与宿主的颜色和图案非常匹配，以至于它们不被注意。穴居是另一种非常成功的策略，这就是为什么很难找到一块没有被某种东西钻孔的珊瑚。
在今天早上的潜水中，我仔细观察了一个咖啡桌大小的珊瑚架。在其表面，我数了超过 200 个洞穴开口。在其中许多孔洞的底部肯定有瘿蟹，但这不可能确定。唯一明显的生命迹象是几十个刚毛虫，它们的进食附肢冠伸入水流中，高出海底，耐心地等待着任何可食用的碎片飘来。这清楚地提醒我们，共生关系可以有多种功能，而且那些与食物和保护相关的功能并非相互排斥。事实上，当一个需求得到满足时，就有更多的机会进化出额外的专业化。
虽然所有这些进化奇观在亲眼看到时都非常有趣和迷人，但我了解到，它们对这个地方和这次探险的意义和相关性比我以前想象的要大得多。事实证明，共生关系是多样性的强大驱动力。每种宿主-共生体关联都为更大的专业化提供了机会，而物种复合体中的伙伴变得越专业化，该种群片段就越有可能趋异并成为一个新物种。
这些类型的关系对这个生物多样性令人难以置信的地方的生物多样性产生了什么确切的影响，任何人也无法猜测，但它们显然发挥了作用，并将继续发挥作用。接下来，我们将研究其他有助于使这里成为地球上最丰富的海洋环境的因素，并探索为什么没有两个潜水地点看起来相同。
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