الشعاب المرجانية

كما يوحي الاسم، تتكون الشعاب المرجانية من هياكل مرجانية تعود في معظمها إلى مستعمرات مرجانية سليمة. ومع اندماج العناصر الكيميائية الأخرى الموجودة في المرجان في رواسب كربونات الكالسيوم، يتشكل الأراغونيت . ومع ذلك، فإن شظايا الأصداف وبقايا الطحالب المرجانية ، مثل جنس هاليميدا الأخضر المجزأ، تُسهم في تعزيز قدرة الشعاب المرجانية على مقاومة أضرار العواصف وغيرها من المخاطر. ويمكن رؤية هذه الخلائط في هياكل مثل جزيرة إنيويتوك المرجانية . ^{[ 31 ]}

كانت أوقات ذروة تطور الشعاب المرجانية في العصر الكامبري الأوسط (513-501 مليون سنة )، والعصر الديفوني (416-359 مليون سنة)، والعصر الكربوني (359-299 مليون سنة)، وذلك بسبب انقراض رتبة المرجان روغوزا ، وفي أواخر العصر الطباشيري (100-66 مليون سنة) والعصر النيوجيني (23 مليون سنة - الحاضر)، وذلك بسبب رتبة المرجان سكلراكتينيا . ^{[ 32 ]}

لم تتشكل جميع الشعاب المرجانية في الماضي بواسطة المرجان: فقد نتجت تلك التي تشكلت في العصر الكامبري المبكر (542-513 مليون سنة) عن الطحالب الكلسية والأركيوسياثيدات ( حيوانات صغيرة ذات شكل مخروطي، ربما تكون مرتبطة بالإسفنج ) وفي العصر الطباشيري المتأخر (100-66 مليون سنة)، عندما كانت الشعاب المرجانية التي تشكلت بواسطة مجموعة من ذوات الصدفتين تسمى الروديستات موجودة؛ شكلت إحدى الصدفتين البنية المخروطية الرئيسية، بينما عملت الصدفة الأخرى الأصغر بكثير كغطاء. ^{[ 33 ]}

يمكن أن تشير قياسات التركيب النظائري للأكسجين في الهيكل الأراغونيتي للشعاب المرجانية، مثل مرجان البوريتس ، ​​إلى تغيرات في درجة حرارة سطح البحر وملوحته أثناء نمو المرجان. وكثيراً ما يستخدم علماء المناخ هذه التقنية لاستنتاج المناخ القديم لمنطقة ما . ^{[ 34 ]}

الشعاب المرجانية الهامشية، وتُسمى أيضًا الشعاب الساحلية، ^{[ 41 ]} هي شعاب متصلة مباشرة بالشاطئ، ^{[ 42 ]} أو تحده بقناة ضيقة ضحلة أو بحيرة ضحلة. ^{[ 43 ]} وهي أكثر أنواع الشعاب المرجانية شيوعًا. ^{[ 43 ]} تتبع الشعاب المرجانية الهامشية خطوط السواحل ويمكن أن تمتد لعدة كيلومترات. ^{[ 44 ]} عادةً ما يقل  عرضها عن 100 متر، ولكن بعضها يصل عرضه إلى مئات الأمتار. ^{[ 45 ]} تتشكل الشعاب المرجانية الهامشية في البداية على الشاطئ عند مستوى الماء المنخفض وتتوسع باتجاه البحر مع نموها. يعتمد العرض النهائي على المكان الذي يبدأ فيه قاع البحر بالانحدار الحاد. يبقى سطح الشعاب المرجانية الهامشية عمومًا على نفس الارتفاع: أسفل خط الماء مباشرةً. في الشعاب المرجانية الهامشية الأقدم، التي تمتد مناطقها الخارجية بعيدًا في البحر، يتعمق الجزء الداخلي بفعل التعرية ويشكل في النهاية بحيرة ضحلة . ^{[ 46 ]} قد يصل عرض بحيرات الشعاب المرجانية الهامشية إلى أكثر من 100  متر وعمقها إلى عدة أمتار. ومثل الشعاب المرجانية الهامشية نفسها، تمتد هذه البحيرات بموازاة الساحل. وتُعد الشعاب المرجانية الهامشية في البحر الأحمر من بين "أفضل الشعاب المرجانية تطورًا في العالم"، وتوجد على طول جميع سواحله باستثناء الخلجان الرملية. ^{[ 47 ]}

تُفصل الشعاب المرجانية الحاجزة عن سواحل البر الرئيسي أو الجزر بواسطة قناة عميقة أو بحيرة شاطئية . ^{[ 43 ]} وهي تُشبه المراحل المتأخرة من الشعاب المرجانية الهامشية ببحيراتها الشاطئية، لكنها تختلف عنها بشكل رئيسي في الحجم والأصل. قد يصل عرض بحيراتها الشاطئية إلى عدة كيلومترات،  وعمقها إلى ما بين 30 و70 مترًا. والأهم من ذلك، أن الحافة الخارجية للشعاب المرجانية تتشكل في المياه المفتوحة وليس بجوار خط ساحلي. ومثل الجزر المرجانية الحلقية، يُعتقد أن هذه الشعاب تتشكل إما نتيجة انخفاض قاع البحر أو ارتفاع مستوى سطح البحر. ويستغرق تكوينها وقتًا أطول بكثير من تكوين الشعاب المرجانية الهامشية؛ ولذلك، فإن الشعاب المرجانية الحاجزة أقل شيوعًا.

يُعد الحاجز المرجاني العظيم الأسترالي أشهر وأكبر مثال على الحاجز المرجاني . ^{[ 43 ] [ 48 ]} ومن الأمثلة الرئيسية الأخرى نظام الحاجز المرجاني لأمريكا الوسطى والحاجز المرجاني لكاليدونيا الجديدة . ^{[ 48 ]} كما توجد حواجز مرجانية على سواحل بروفيدنسيا ، ^{[ 48 ]} ومايوت ، وجزر غامبير ، وعلى الساحل الجنوبي الشرقي لكاليمانتان ، وعلى أجزاء من ساحل سولاويزي ، وجنوب شرق غينيا الجديدة ، والساحل الجنوبي لأرخبيل لويزياد .

تتشكل الشعاب المرجانية المسطحة، التي تُعرف أيضًا باسم الشعاب المرجانية الضفافية أو المسطحة، على الجرف القاري ، وكذلك في المحيط المفتوح، بل في أي مكان يرتفع فيه قاع البحر بالقرب من سطح المحيط بما يكفي لتمكين نمو المرجان التكافلي المُكوِّن للشعاب. ^{[ 49 ]} توجد الشعاب المرجانية المسطحة في الجزء الجنوبي من الحاجز المرجاني العظيم، ومجموعة جزر سوين ^{[ 50 ]} ومجموعة جزر كابريكورن ^{[ 51 ]} على الجرف القاري، على بُعد حوالي 100-200  كيلومتر من الساحل. تقع بعض الشعاب المرجانية المسطحة في جزر ماسكارين الشمالية على بُعد آلاف الكيلومترات من البر الرئيسي. على عكس الشعاب المرجانية الهامشية والحاجزة، التي تمتد باتجاه البحر فقط، تنمو الشعاب المرجانية المسطحة في جميع الاتجاهات. ^{[ 49 ]} وهي متفاوتة الحجم، حيث يتراوح عرضها من بضع مئات من الأمتار إلى عدة كيلومترات. شكلها المعتاد بيضاوي إلى مستطيل. يمكن أن تصل أجزاء من هذه الشعاب إلى السطح، مُشكِّلةً ضفافًا رملية وجزرًا صغيرة قد تتشكل حولها الشعاب المرجانية الهامشية. قد تتشكل بحيرة شاطئية في منتصف الشعاب المرجانية المسطحة.

تتواجد الشعاب المرجانية المسطحة عادةً داخل الجزر المرجانية الحلقية، حيث تُعرف باسم "الشعاب المرجانية المتناثرة"، وغالبًا ما يبلغ قطرها بضعة عشرات من الأمتار فقط. عندما تتشكل هذه الشعاب على امتداد هياكل طويلة، مثل الشعاب المرجانية الحاجزة القديمة المتآكلة، فإنها تميل إلى اتخاذ شكل خطي. هذا هو الحال، على سبيل المثال، على الساحل الشرقي للبحر الأحمر بالقرب من جدة . في الشعاب المرجانية المسطحة القديمة، قد يتعرض الجزء الداخلي منها لتآكل شديد لدرجة أنه يُشكل شبه جزيرة مرجانية حلقية. ^{[ 49 ]} لا يمكن تمييز هذه الشعاب عن الجزر المرجانية الحلقية الحقيقية إلا من خلال دراسة تفصيلية، قد تشمل حفر اللب. بعض الشعاب المرجانية المسطحة في جزر لاكاديف تأخذ شكل حرف U، نتيجةً لحركة الرياح والمياه.

الجزر المرجانية الحلقية هي حاجز مرجاني دائري أو متصل تقريبًا، يمتد حول بحيرة شاطئية دون وجود جزيرة مركزية. ^{[ 52 ]} تتشكل عادةً من الشعاب المرجانية المحيطة بالجزر البركانية. ^{[ 43 ]} مع مرور الوقت، تتآكل الجزيرة وتغرق تحت مستوى سطح البحر. ^{[ 43 ]} قد تتشكل الجزر المرجانية الحلقية أيضًا نتيجة غرق قاع البحر أو ارتفاع مستوى سطح البحر، مما ينتج عنه حلقة من الشعاب المرجانية تُحيط بالبحيرة الشاطئية. تنتشر الجزر المرجانية الحلقية بكثرة في جنوب المحيط الهادئ، حيث توجد عادةً في وسط المحيط، على سبيل المثال، في جزر كارولين ، وجزر كوك ، وبولينيزيا الفرنسية ، وجزر مارشال ، وميكرونيزيا . ^{[ 48 ]}

توجد الجزر المرجانية في المحيط الهندي، على سبيل المثال، في جزر المالديف ، وجزر تشاغوس ، وسيشل ، وحول جزيرة كوكوس . ^{[ 48 ]} تتكون جزر المالديف بأكملها من 26 جزيرة مرجانية. ^{[ 53 ]}

• الشعاب المرجانية الأمامية – شعاب مرجانية قصيرة تشبه الشعاب المرجانية الهامشية، ولكنها أكثر انحدارًا؛ تمتد للخارج وللأسفل من نقطة أو شاطئ شبه جزيرة. المرحلة الأولية للشعاب المرجانية الهامشية. ^{[ 41 ]}
• الشعاب المرجانية البنكية – شعاب مرجانية معزولة ذات قمة مسطحة أكبر من الشعاب المرجانية المتناثرة وعادة ما توجد في مناطق الجرف القاري الأوسط وتكون خطية أو نصف دائرية الشكل؛ نوع من أنواع الشعاب المرجانية المنصة. ^{[ 48 ]}
• الشعاب المرجانية المتناثرة - نتوء مرجاني صغير نسبيًا ومعزول وشائع، يقع عادةً داخل بحيرة شاطئية أو خليج ، وغالبًا ما يكون دائريًا ومحاطًا بالرمال أو الأعشاب البحرية . يمكن اعتباره نوعًا من الشعاب المرجانية المسطحة أو من سمات الشعاب المرجانية الهامشية والجزر المرجانية الحلقية والشعاب المرجانية الحاجزة. ^{[ 48 ]} قد تكون هذه البقع محاطة بحلقة من غطاء الأعشاب البحرية المتناقص تُعرف باسم هالة الرعي . ^{[ 54 ]}
• الشعاب المرجانية الشريطية - شعاب مرجانية طويلة وضيقة، وربما متعرجة، ترتبط عادة ببحيرة مرجانية حلقية وتسمى أيضًا شعاب حافة الجرف أو شعاب العتبة. ^{[ 41 ]}
• الشعاب المرجانية الجافة - جزء من الشعاب المرجانية يكون فوق الماء عند انخفاض المد ولكنه يغمر عند ارتفاع المد ^{[ 55 ]}
• هابيلي – شعاب مرجانية خاصة بالبحر الأحمر ؛ لا تصل إلى السطح بما يكفي لتسبب أمواجًا مرئية ؛ قد تشكل خطرًا على السفن (من الكلمة العربية التي تعني "غير المولود").
• ميكروأتول - مجتمع من أنواع المرجان؛ النمو الرأسي محدود بمتوسط ​​ارتفاع المد والجزر؛ توفر أشكال النمو سجلاً منخفض الدقة لأنماط تغير مستوى سطح البحر؛ يمكن تحديد عمر البقايا المتحجرة باستخدام التأريخ بالكربون المشع وقد تم استخدامها لإعادة بناء مستويات سطح البحر في العصر الهولوسيني ^{[ 56 ].}
• الجزر الرملية الصغيرة - جزر رملية صغيرة ومنخفضة الارتفاع تتشكل على سطح الشعاب المرجانية من مواد متآكلة تتراكم، مما يخلق منطقة فوق مستوى سطح البحر؛ ويمكن تثبيتها بواسطة النباتات لتصبح صالحة للسكن؛ وتوجد في البيئات الاستوائية في جميع أنحاء المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والمحيط الهندي (بما في ذلك منطقة البحر الكاريبي وعلى الحاجز المرجاني العظيم وحاجز بليز المرجاني)، حيث توفر أراضي صالحة للسكن والزراعة
• الجبل البحري أو الغيو - يتشكل عندما يهبط حاجز مرجاني على جزيرة بركانية؛ قمم الجبال البحرية مستديرة، بينما قمم الغيو مسطحة؛ وتعود القمم المسطحة للغيو، أو الجبال المسطحة ، إلى التعرية بفعل الأمواج والرياح والعمليات الجوية.

لا تقوم بوليبات المرجان بعملية التمثيل الضوئي، بل تربطها علاقة تكافلية مع طحالب مجهرية ( السوطيات الدوارة ) من جنس Symbiodinium ، والمعروفة باسم زوزانثيلا . تعيش هذه الكائنات داخل أنسجة البوليبات وتوفر لها مغذيات عضوية على شكل جلوكوز وجليسرول وأحماض أمينية . ^{[ 76 ]} وبفضل هذه العلاقة، تنمو الشعاب المرجانية بشكل أسرع في المياه الصافية التي تسمح بدخول المزيد من ضوء الشمس. فبدون هذه الكائنات التكافلية، سيكون نمو المرجان بطيئًا جدًا بحيث لا يسمح بتكوين هياكل شعاب مرجانية كبيرة. يحصل المرجان على ما يصل إلى 90% من مغذياته من هذه الكائنات التكافلية. ^{[ 77 ]} وفي المقابل، وكمثال على التبادل المنفعي ، يوفر المرجان المأوى للزوزانثيلا، بمعدل مليون كائن لكل سنتيمتر مكعب من المرجان، كما يوفر لها إمدادًا مستمرًا من ثاني أكسيد الكربون اللازم لعملية التمثيل الضوئي.

تُضفي الأصباغ المتنوعة في أنواع الطحالب التكافلية (زوكسانثيلا) المختلفة عليها مظهرًا بنيًا أو بنيًا ذهبيًا، وهي التي تُعطي المرجان البني ألوانه. أما الأصباغ الأخرى، كالأحمر والأزرق والأخضر، فتُنتجها البروتينات الملونة في المرجان. يتحول المرجان الذي يفقد جزءًا كبيرًا من طحالبه التكافلية إلى اللون الأبيض (أو أحيانًا إلى درجات ألوان فاتحة في المرجان المُلوّن ببروتيناته الخاصة)، ويُقال إنه مُبيَّض ، وهي حالة قد تُؤدي إلى موت المرجان إن لم تُعالج.

توجد ثماني مجموعات فرعية من أنماط Symbiodinium الوراثية . وقد أُجريت معظم الأبحاث على المجموعات الفرعية من A إلى D. تُسهم كل مجموعة فرعية بخصائص مفيدة وأخرى أقل توافقًا مع بقاء مضيفيها من المرجان. يتميز كل كائن حي ضوئي بمستوى حساسية محدد للتلف الضوئي للمركبات الضرورية للبقاء، مثل البروتينات. وتُحدد معدلات التجدد والتكاثر قدرة الكائن الحي على البقاء. توجد المجموعة الفرعية A بكثرة في المياه الضحلة. وهي قادرة على إنتاج أحماض أمينية شبيهة بالميكوسبورين مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ، باستخدام مشتق من الجلسرين لامتصاص هذه الأشعة، مما يسمح لها بالتكيف بشكل أفضل مع درجات حرارة المياه الدافئة. في حالة حدوث تلف ناتج عن الأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة، فإن حدوث الإصلاح، إن وُجد، سيزيد من احتمالية بقاء المضيف والمتعايش. وهذا يقود إلى فكرة أن المجموعة الفرعية A، من الناحية التطورية، أكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والحرارة من المجموعات الفرعية الأخرى. ^{[ 78 ]}   

تتواجد السلالتان  B وC بكثرة في المياه العميقة، مما قد يفسر تأثرهما الشديد بارتفاع درجات الحرارة. أما النباتات الأرضية التي تتلقى ضوء الشمس بشكل أقل لوجودها في الطبقة السفلى من الغطاء النباتي، فهي تُشابه السلالات  B وC وD. ونظرًا لوجود السلالات من B إلى D في أعماق أكبر، فإنها تحتاج إلى معدل امتصاص ضوئي مرتفع لتتمكن من توليد أكبر قدر من الطاقة. وبسبب ارتفاع معدلات امتصاصها للأشعة فوق البنفسجية، فإن هذه السلالات أكثر عرضة لتبييض المرجان من السلالة A التي تعيش في المياه الضحلة.

 لوحظ أن السلالة D تتحمل درجات الحرارة العالية، ولديها معدل بقاء أعلى من السلالتين  B و C خلال أحداث التبييض الحديثة . ^{[ 78 ]}

تنمو الشعاب المرجانية عندما تقوم البوليبات والكائنات الحية الأخرى بترسيب كربونات الكالسيوم، ^{[ 79 ] [ 80 ]} وهي المادة الأساسية للشعاب المرجانية، كهيكل عظمي تحتها وحولها، دافعةً قمة رأس المرجان إلى الأعلى والخارج. ^{[ 81 ]} تعمل الأمواج والأسماك الرعوية (مثل أسماك الببغاء ) وقنافذ البحر والإسفنج وغيرها من القوى والكائنات الحية كعوامل تآكل بيولوجية ، حيث تُفتت هياكل المرجان إلى شظايا تستقر في الفراغات الموجودة في بنية الشعاب المرجانية أو تُشكل قيعانًا رملية في البحيرات المرجانية المرتبطة بها.

تُسمى الأشكال النموذجية لأنواع المرجان بناءً على تشابهها مع الأجسام الأرضية، مثل المخ المجعد ، والملفوف، وأسطح الطاولات ، والقرون ، والأسلاك، والأعمدة . وتعتمد هذه الأشكال على دورة حياة المرجان، مثل تعرضه للضوء وحركة الأمواج، ^{[ 82 ]} وأحداث أخرى كالتكسر. ^{[ 83 ]}

تتكاثر الشعاب المرجانية جنسيًا ولا جنسيًا. يستخدم كل بوليب كلا نمطي التكاثر خلال دورة حياته. تتكاثر الشعاب المرجانية جنسيًا عن طريق الإخصاب الداخلي أو الخارجي. توجد الخلايا التناسلية على المساريق ، وهي أغشية تمتد إلى الداخل من طبقة الأنسجة المبطنة لتجويف المعدة. بعض الشعاب المرجانية البالغة خنثى، بينما بعضها الآخر ذكوري أو أنثوي حصريًا. بعض الأنواع تغير جنسها مع نموها.

تتطور البويضات المخصبة داخليًا داخل البوليب لفترة تتراوح من أيام إلى أسابيع. وينتج عن التطور اللاحق يرقة صغيرة تُعرف باسم البلانولا . أما البويضات المخصبة خارجيًا فتتطور خلال عملية التكاثر المتزامنة. حيث تطلق البوليبات المنتشرة في الشعاب المرجانية البويضات والحيوانات المنوية في الماء دفعة واحدة. وتنتشر البويضات على مساحة واسعة. ويعتمد توقيت التكاثر على وقت السنة، ودرجة حرارة الماء، ودورات المد والجزر، ودورات القمر. ويكون التكاثر أكثر نجاحًا عندما يكون الفرق بين المد والجزر ضئيلًا . فكلما قلّت حركة الماء، زادت فرصة الإخصاب. وعادةً ما يحدث إطلاق البويضات أو البلانولا ليلًا، ويتزامن أحيانًا مع دورة القمر (بعد ثلاثة إلى ستة أيام من اكتمال القمر). ^{[ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]}

تستغرق الفترة من إطلاق اليرقات إلى استقرارها بضعة أيام فقط، لكن بعضها قد يبقى طافيًا لعدة أسابيع. خلال هذه العملية، قد تستخدم اليرقات عدة مؤشرات للعثور على موقع استقرار مناسب. على مسافات طويلة، من المرجح أن تكون الأصوات الصادرة من الشعاب المرجانية القائمة مهمة، ^{[ 88 ]} بينما على مسافات قصيرة، تصبح المركبات الكيميائية مهمة. ^{[ 89 ]} اليرقات عرضة للافتراس والظروف البيئية. أما اليرقات القليلة المحظوظة التي تنجح في الالتصاق بالركيزة، فتتنافس على الغذاء والمساحة.

تُعدّ الطحالب المرجانية عنصرًا أساسيًا في بنية الشعاب المرجانية. ورغم أن معدلات ترسب المعادن فيها أبطأ بكثير من الشعاب المرجانية، إلا أنها أكثر تحملاً لحركة الأمواج العاتية، مما يُساعد على تكوين قشرة واقية فوق أجزاء الشعاب المرجانية الأكثر تعرضًا لقوى الأمواج، مثل واجهة الشعاب المواجهة للمحيط المفتوح. كما تُعزز هذه الطحالب بنية الشعاب المرجانية بترسيب الحجر الجيري على شكل طبقات فوق سطحها. علاوة على ذلك، في المواقع غير المواتية لنمو الشعاب المرجانية، يُمكن أن تكون الطحالب المرجانية هي المُكوّن الرئيسي للشعاب الطحلبية. ^{[ 93 ] [ 94 ]}

الشعاب الإسفنجية هي شعاب مرجانية تُنتجها الإسفنجيات البحرية . ومن المعروف أن إسفنجيات الهيكساكتينيليد تُشكّل شعابًا مرجانية قبالة سواحل كولومبيا البريطانية ، وجنوب شرق ألاسكا ، وولاية واشنطن . ^{[ 95 ]} وقد نمت الشعاب المرجانية المكتشفة في مضيق هيكات ، كولومبيا البريطانية، لتصل إلى  طول 7 كيلومترات وارتفاع 20  مترًا. ^{[ 96 ]} تم تحديد شعاب إسفنجيات الهيكساكتينيليد لأول مرة في العصر الترياسي الأوسط (  منذ 245 إلى 208 مليون سنة). وبلغت هذه الإسفنجيات أقصى امتداد لها في أواخر العصر الجوراسي (  منذ 201 إلى 145 مليون سنة) عندما امتد نظام شعاب مرجانية متقطع  بطول 7000 كيلومتر عبر أحواض شمال تيثيس وشمال المحيط الأطلسي، ^{[ 97 ]} ولكنها تراجعت منذ ذلك الحين، وكان يُعتقد أنها انقرضت حتى تم اكتشاف شعاب مرجانية موجودة في الفترة 1987-1988. ^{[ 98 ]}

كانت الأركيوسياثا ، وهي مجموعة منقرضة من الإسفنج، أول الحيوانات التي بنت الشعاب المرجانية على كوكب الأرض، وتُعدّ أحفورة مؤشرة ^{[ 99 ]} للعصر الكامبري السفلي في جميع أنحاء العالم. وبالمثل، كانت الستروماتوبورويديا مجموعة منقرضة أخرى من الإسفنج الذي بنى الشعاب المرجانية. وعلى عكس المرجان، استقرت الستروماتوبورويديا عادةً على ركائز ناعمة، لذا كانت "شعابها" تشغل مستوى واحدًا فقط بدلاً من هيكل رأسي متعدد الطبقات من الهياكل العظمية المتراكمة. ^{[ 100 ]}

شعاب المحار هي تجمعات كثيفة من المحار تعيش في مجتمعات استعمارية. ومن الأسماء الأخرى الخاصة بكل منطقة لهذه التكوينات: أحواض المحار وضفاف المحار. تحتاج يرقات المحار إلى ركيزة أو سطح صلب للالتصاق به، بما في ذلك أصداف المحار القديم أو الميت. وهكذا، يمكن أن تتشكل الشعاب بمرور الوقت مع استقرار اليرقات الجديدة على الأفراد الأكبر سنًا. كان محار Crassostrea virginica وفيرًا في خليج تشيسابيك وعلى طول السواحل المتاخمة للسهل الساحلي الأطلسي حتى أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 101 ]} أما محار Ostrea angasi فهو نوع من المحار المسطح الذي شكّل أيضًا شعابًا كبيرة في جنوب أستراليا. ^{[ 102 ]}

كانت رتبة الهيبوريتيدا المنقرضة من ذوات الصدفتين، والمعروفة باسم الروديست ، من الكائنات الرئيسية في بناء الشعاب المرجانية خلال العصر الطباشيري . وبحلول منتصف العصر الطباشيري، أصبحت الروديست هي الكائنات المهيمنة في بناء الشعاب المرجانية الاستوائية، وتجاوز عددها عدد المرجان الصلب. وخلال هذه الفترة، كانت درجات حرارة المحيطات ومستويات الملوحة - التي تتأثر بها الشعاب المرجانية - أعلى مما هي عليه اليوم، مما قد يكون ساهم في ازدهار شعاب الروديست. ^{[ 33 ]}

بعض أنواع الرخويات البطنية، مثل عائلة Vermetidae ، ثابتة وتلتصق بالركيزة، مما يساهم في بناء الشعاب المرجانية. ^{[ 103 ]}

حول الشعاب المرجانية، تمتلئ البحيرات الضحلة بالمواد المتآكلة من الشعاب المرجانية والجزيرة. وتصبح ملاذاً للحياة البحرية، تحميها من الأمواج والعواصف.

الأهم من ذلك، أن الشعاب المرجانية تعيد تدوير العناصر الغذائية، وهو أمر يحدث بشكل أقل بكثير في المحيط المفتوح. في الشعاب المرجانية والبحيرات الشاطئية، تشمل الكائنات المنتجة العوالق النباتية والأعشاب البحرية والطحالب المرجانية، وخاصة الأنواع الصغيرة المعروفة باسم طحالب العشب، والتي تنقل العناصر الغذائية إلى المرجان. ^{[ 113 ]} تشكل العوالق النباتية قاعدة السلسلة الغذائية، وتتغذى عليها الأسماك والقشريات. تقلل عملية إعادة التدوير من مدخلات العناصر الغذائية اللازمة لدعم النظام البيئي بشكل عام. ^{[ 77 ]}

تمتص الشعاب المرجانية أيضًا العناصر الغذائية، بما في ذلك النيتروجين والفوسفور غير العضويين، مباشرة من الماء. وتمد العديد من الشعاب المرجانية لوامسها ليلًا لاصطياد العوالق الحيوانية التي تمر بالقرب منها. وتزود العوالق الحيوانية البوليب بالنيتروجين، ويشارك البوليب جزءًا من هذا النيتروجين مع الطحالب التكافلية (زوكسانثيلا)، التي تحتاج هي الأخرى إلى هذا العنصر. ^{[ 113 ]}

تعيش الإسفنجيات في شقوق الشعاب المرجانية. وهي كائنات فعالة في التغذية بالترشيح ، وفي البحر الأحمر تستهلك حوالي 60% من العوالق النباتية التي تنجرف. وفي النهاية، تفرز الإسفنجيات العناصر الغذائية في شكل يمكن للشعاب المرجانية استخدامه. ^{[ 114 ]}

تُعدّ خشونة أسطح المرجان عاملاً أساسياً لبقاء المرجان في المياه المضطربة. ففي الوضع الطبيعي، تتشكل طبقة حدية من الماء الساكن حول الجسم المغمور، تعمل كحاجز. أما الأمواج المتكسرة على الحواف الخشنة للغاية للمرجان فتُخلّ بتوازن هذه الطبقة الحدية، مما يسمح للمرجان بالوصول إلى العناصر الغذائية المارة. وبالتالي، تُعزز المياه المضطربة نمو الشعاب المرجانية. وبدون الوصول إلى العناصر الغذائية التي تحملها أسطح المرجان الخشنة، حتى أكثر عمليات إعادة التدوير فعالية لن تكون كافية. ^{[ 115 ]}

قد يكون لتدفق المياه الغنية بالمغذيات من الأعماق إلى الشعاب المرجانية، عبر أحداث متفرقة، تأثيرات كبيرة على درجة الحرارة وأنظمة المغذيات. ^{[ 116 ] [ 117 ]} يُخلّ هذا التدفق المائي بالتوازن الحراري المستقر نسبيًا الذي يفصل عادةً بين المياه الدافئة الضحلة والمياه الباردة العميقة. تتسم أنظمة درجات الحرارة على الشعاب المرجانية في جزر البهاما وفلوريدا بتغيرات كبيرة، تمتد على نطاقات زمنية تتراوح من دقائق إلى فصول، ونطاقات مكانية عبر الأعماق. ^{[ 118 ]}

يمكن للماء أن يمر عبر الشعاب المرجانية بطرق متنوعة، تشمل حلقات التيار، والأمواج السطحية، والأمواج الداخلية، وتغيرات المد والجزر. ^{[ 116 ] [ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]} وتنشأ الحركة عمومًا بفعل المد والجزر والرياح. فعندما يتفاعل المد والجزر مع تضاريس قاع البحر المتغيرة، وتختلط الرياح بمياه السطح، تتشكل الأمواج الداخلية. الموجة الداخلية هي موجة جاذبية تتحرك على طول تدرج الكثافة داخل المحيط. فعندما تصطدم كتلة مائية بكثافة مختلفة، فإنها تتذبذب مُحدثةً أمواجًا داخلية. ^{[ 122 ]} وعلى الرغم من أن تردد الأمواج الداخلية عادةً ما يكون أقل من تردد الأمواج السطحية، إلا أنها غالبًا ما تتشكل كموجة واحدة تنقسم إلى عدة موجات عند اصطدامها بمنحدر وتحركها صعودًا. ^{[ 123 ]} ويؤدي هذا التفكك الرأسي للأمواج الداخلية إلى اختلاط واضطراب كبيرين بين طبقات الماء. ^{[ 124 ] [ 125 ]} ويمكن للأمواج الداخلية أن تعمل كمضخات للمغذيات، حيث تجلب العوالق والمياه الباردة الغنية بالمغذيات إلى السطح. ^{[ 116 ] [ 121 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ] [ 132 ] [ 133 ] [ 134 ]}

قد يُعزز التكوين غير المنتظم لعمق الشعاب المرجانية عملية الاختلاط، مما يُنتج جيوبًا من المياه الباردة ومستويات متفاوتة من المغذيات. ^{[ 135 ]} وقد رُبط وصول المياه الباردة الغنية بالمغذيات من الأعماق بفعل الأمواج الداخلية والمد والجزر بمعدلات نمو الكائنات المُتغذية بالترشيح والطحالب القاعية ^{[ 121 ] [ 134 ] [ 136 ]} ، بالإضافة إلى العوالق واليرقات. ^{[ 121 ] [ 137 ]} ويتفاعل طحلب كوديوم إيزموكلادوم مع مصادر المغذيات في المياه العميقة لأن أنسجته تحتوي على تركيزات مختلفة من المغذيات تبعًا للعمق. ^{[ 134 ]} وتستجيب تجمعات البيض واليرقات والعوالق على الشعاب المرجانية لتدفقات المياه العميقة. ^{[ 128 ]} وبالمثل، مع تحرك الأمواج الداخلية والمد والجزر عموديًا، تُحمل اليرقات التي تعيش على السطح نحو الشاطئ. ^{[ 137 ]} وهذا له أهمية بيولوجية كبيرة للتأثيرات المتتالية للسلاسل الغذائية في النظم البيئية للشعاب المرجانية وقد يوفر مفتاحًا آخر لحل المفارقة.

توفر البكتيريا الزرقاء النترات القابلة للذوبان عن طريق تثبيت النيتروجين . ^{[ 138 ]}

تعتمد الشعاب المرجانية غالبًا على الموائل المحيطة بها، مثل مروج الأعشاب البحرية وغابات المانغروف ، للحصول على العناصر الغذائية. توفر الأعشاب البحرية والمانغروف النباتات والحيوانات الميتة الغنية بالنيتروجين، والتي بدورها تُغذي الأسماك والحيوانات في الشعاب المرجانية من خلال توفير الخشب والنباتات. في المقابل، تحمي الشعاب المرجانية أشجار المانغروف والأعشاب البحرية من الأمواج، وتُنتج رواسب تُساعدها على النمو. ^{[ 64 ]}

تتعرض الشعاب المرجانية باستمرار لخطر غزو الطحالب. فالصيد الجائر والإمدادات الزائدة من المغذيات من الشاطئ قد يُتيحان للطحالب التفوق على المرجان وقتله. ^{[ 146 ] [ 147 ]} وقد ينتج ارتفاع مستويات المغذيات عن جريان مياه الصرف الصحي أو الأسمدة الكيميائية. إذ يحمل الجريان السطحي النيتروجين والفوسفور، مما يُعزز نمو الطحالب بشكل مفرط. وفي بعض الأحيان، قد تتفوق الطحالب على المرجان في التنافس على المساحة، فتُغطيه عن طريق تقليل كمية الأكسجين المتاحة للشعاب المرجانية. ^{[ 148 ]} كما أن انخفاض مستويات الأكسجين يُبطئ معدلات التكلس، مما يُضعف المرجان ويجعله أكثر عرضة للأمراض والتدهور. ^{[ 149 ]} وتستوطن الطحالب نسبة كبيرة من مواقع المرجان التي شملها المسح. ^{[ 150 ]} ويتكون مجتمع الطحالب من طحالب عشبية ، وطحالب مرجانية ، وطحالب كبيرة . تتغذى بعض قنافذ البحر (مثل Diadema antillarum ) على هذه الطحالب، وبالتالي يمكنها تقليل خطر غزو الطحالب.

تُعدّ الإسفنجيات البحرية عنصراً أساسياً في مجتمعات الشعاب المرجانية. يوجد 420 نوعاً من الإسفنج في الشعاب المرجانية في إندونيسيا، و486 نوعاً في الشعاب المرجانية في المياه الهندية، و1500 نوعاً في الحاجز المرجاني العظيم في أستراليا. ^{[ 151 ]}

تؤدي الإسفنجيات دورًا هامًا ككائنات محللة في الشبكات الغذائية للشعاب المرجانية، وذلك بإعادة تدوير الفتات العضوي إلى مستويات غذائية أعلى من خلال دورة الإسفنج . ^{[ 152 ]} على سبيل المثال، تستطيع أنواع عديدة من الإسفنج تحويل المواد العضوية الذائبة (DOM) المشتقة من المرجان والطحالب إلى فتات إسفنجي، والذي يُعد غذاءً للأنواع غير القادرة على استهلاك المواد العضوية الذائبة مباشرةً. ^{[ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]}

تنتج الإسفنجيات التي تحتوي على كائنات تكافلية داخلية تقوم بعملية التمثيل الضوئي ما يصل إلى ثلاثة أضعاف كمية الأكسجين ، بالإضافة إلى كمية من المواد العضوية تفوق ما تستهلكه. وتُعدّ هذه المساهمات في موارد بيئاتها مهمة على طول الحاجز المرجاني العظيم في أستراليا، ولكنها ضئيلة نسبيًا في منطقة البحر الكاريبي. ^{[ 155 ]}

إلى جانب توفير التغذية، توفر الإسفنجيات أيضًا بيئات دقيقة لمختلف اللافقاريات وبعض أنواع الأسماك. ^{[ 151 ]}

تضم الشعاب المرجانية أكثر من 4000 نوع من الأسماك. ^{[ 5 ]} ولا تزال أسباب هذا التنوع غير واضحة. تشمل الفرضيات "اليانصيب"، حيث يكون أول سمكة تنضم إلى منطقة ما (الفائز المحظوظ) قادرة عادةً على الدفاع عنها ضد الوافدين المتأخرين، و"المنافسة"، حيث تتنافس الأسماك البالغة على المنطقة، ويجب أن تكون الأنواع الأقل قدرة على المنافسة قادرة على البقاء في بيئات أقل جودة، و"الافتراس"، حيث يكون حجم الجماعة السمكية دالةً لمعدل وفيات الأسماك المفترسة بعد الاستقرار. ^{[ 156 ]} يمكن للشعاب المرجانية السليمة أن تنتج ما يصل إلى 35 طنًا من الأسماك لكل كيلومتر مربع سنويًا، لكن الشعاب المرجانية المتضررة تنتج كمية أقل بكثير. ^{[ 157 ]}

تتغذى قنافذ البحر، وفصيلة دوتيداي، ورخويات البحر على الأعشاب البحرية. وتلعب بعض أنواع قنافذ البحر، مثل دياديما أنتيلاروم ، دورًا محوريًا في منع الطحالب من غزو الشعاب المرجانية. ^{[ 158 ]} ويبحث الباحثون في استخدام قنافذ البحر المحلية الجامعة، تريبنيوستس غراتيلا ، لما لها من إمكانات كعوامل مكافحة بيولوجية للحد من انتشار أنواع الطحالب الغازية على الشعاب المرجانية. ^{[ 159 ] [ 160 ]} وتتغذى عاريات الخياشيم وشقائق النعمان البحرية على الإسفنج.

تستوطن العديد من اللافقاريات، التي تُعرف مجتمعةً باسم "الحيوانات الخفية"، الهيكل العظمي للشعاب المرجانية نفسها، إما عن طريق حفرها (من خلال عملية التآكل الحيوي ) أو عن طريق العيش في الفراغات والشقوق الموجودة مسبقًا. تشمل الحيوانات التي تحفر في الصخور الإسفنجيات، والرخويات ذات الصدفتين ، والديدان الحلقية . أما تلك التي تستقر على الشعاب المرجانية فتشمل العديد من الأنواع الأخرى، ولا سيما القشريات والديدان الحلقية . ^{[ 68 ]}

تُوفّر أنظمة الشعاب المرجانية موائلَ مهمةً لأنواع الطيور البحرية ، وكثيرٌ منها مُهدّدٌ بالانقراض. فعلى سبيل المثال، تُؤوي جزيرة ميدواي المرجانية في هاواي ما يقرب من ثلاثة ملايين طائر بحري، بما في ذلك ثلثا (1.5 مليون) التعداد العالمي لطائر القطرس لايسان ، وثلث التعداد العالمي لطائر القطرس أسود القدمين . ^{[ 161 ]} ولكل نوع من أنواع الطيور البحرية مواقعُ مُحدّدة على الجزيرة المرجانية حيث يُعشّش. إجمالاً، يعيش 17 نوعًا من الطيور البحرية في ميدواي. ويُعدّ القطرس قصير الذيل أندرها، إذ لم يتبقَّ منه سوى أقل من 2200 طائر بعد الصيد الجائر لريشه في أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 162 ]}

تتغذى ثعابين البحر حصراً على الأسماك وبيضها. ^{[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ]} وتتغذى الطيور البحرية، مثل مالك الحزين ، والقطرس ، والبجع، والأطيش ، على أسماك الشعاب المرجانية. وترتبط بعض الزواحف البرية بالشعاب المرجانية بشكل متقطع، مثل الورل ، والتمساح البحري ، والثعابين شبه المائية، مثل ثعبان البحر ذي الذيل المخطط (Laticauda colubrina ). وتتغذى السلاحف البحرية ، وخاصة السلاحف صقرية المنقار ، على الإسفنج. ^{[ 166 ] [ 167 ] [ 168 ]}

• 
  أسماك الشعاب المرجانية التي تعيش في أسراب
• 
  حبار الشعاب المرجانية الكاريبي
• 
  روبيان مرجاني مخطط
• 
  قرش الشعاب ذو الزعنفة البيضاء
• 
  السلحفاة الخضراء
• 
  المحار العملاق
• 
  المرجان الرخو، والمرجان الكأسي، والإسفنج، والأسيديا
• 
  كرايت البحر المخطط
• 
  صدفة حلزون المرجان Latiaxis wormaldi

تحمي الشعاب المرجانية السواحل بامتصاصها طاقة الأمواج، ولن توجد العديد من الجزر الصغيرة لولاها. يمكن للشعاب المرجانية أن تقلل طاقة الأمواج بنسبة 97%، مما يساعد على منع الخسائر في الأرواح والأضرار المادية. كما أن السواحل المحمية بالشعاب المرجانية أكثر استقرارًا من حيث التآكل مقارنةً بتلك التي لا تحتوي عليها. تستطيع الشعاب المرجانية تخفيف الأمواج بنفس كفاءة، أو حتى أفضل من، المنشآت الاصطناعية المصممة للدفاع الساحلي ، مثل حواجز الأمواج. ^{[ 174 ]} وبالتالي، قد يستفيد ما يقدر بنحو 197 مليون شخص يعيشون على ارتفاع أقل من 10 أمتار وعلى بُعد 50  كيلومترًا من الشعاب المرجانية من تقليل المخاطر التي توفرها الشعاب. يُعد ترميم الشعاب المرجانية أرخص بكثير من بناء حواجز أمواج اصطناعية في البيئات الاستوائية. ستتضاعف الأضرار المتوقعة من الفيضانات، وستتضاعف تكاليف العواصف المتكررة ثلاث مرات في حال عدم وجود المتر العلوي من الشعاب المرجانية. بالنسبة للعواصف التي تحدث مرة كل 100 عام، ستزداد أضرار الفيضانات بنسبة 91% لتصل إلى 272 مليار دولار أمريكي في حال عدم وجود المتر العلوي. ^{[ 175 ]}

يُصطاد حوالي ستة ملايين طن من الأسماك سنوياً من الشعاب المرجانية. ويبلغ متوسط ​​الإنتاج السنوي للشعاب المرجانية المُدارة جيداً 15 طناً من المأكولات البحرية لكل كيلومتر مربع. وتُدرّ مصائد الأسماك في الشعاب المرجانية بجنوب شرق آسيا وحدها حوالي 2.4 مليار دولار أمريكي من المأكولات البحرية سنوياً. ^{[ 170 ]}

تُبشّر زراعة المرجان ، المعروفة أيضًا باسم تربية المرجان أو زراعة الشعاب المرجانية، بكونها أداة فعّالة محتملة لاستعادة الشعاب المرجانية. ^{[ 219 ] [ 220 ] [ 221 ]} تتجاوز عملية "الزراعة" مراحل النمو المبكرة للمرجان، حيث يكون أكثر عرضة للموت. تُزرع بذور المرجان في مشاتل، ثم تُعاد زراعتها على الشعاب المرجانية. ^{[ 222 ]} يتولى زراعة المرجان مزارعون متخصصون، تتراوح اهتماماتهم بين الحفاظ على الشعاب المرجانية وزيادة الدخل. ونظرًا لبساطة هذه العملية والأدلة الكثيرة على تأثيرها الكبير على نمو الشعاب المرجانية، أصبحت مشاتل المرجان الطريقة الأكثر انتشارًا، وربما الأكثر فعالية، لاستعادة الشعاب المرجانية. ^{[ 223 ]}

تستغل حدائق المرجان قدرة المرجان الطبيعية على التجزؤ والاستمرار في النمو إذا تمكنت أجزاؤه من الالتصاق بركائز جديدة. وقد جُرِّبت هذه الطريقة لأول مرة على يد باروخ رينكفيتش ^{[ 224 ]} عام 1995، وحققت نجاحًا آنذاك. أما اليوم، فقد تطورت زراعة المرجان إلى أشكال متنوعة، لكنها لا تزال تهدف إلى استزراع المرجان. ونتيجة لذلك، حلت زراعة المرجان سريعًا محل طرق الزرع السابقة، التي كانت تتضمن نقل أجزاء أو مستعمرات مرجانية كاملة إلى منطقة جديدة. ^{[ 223 ]} وقد حققت الزرع نجاحًا في الماضي، وأدت عقود من التجارب إلى ارتفاع معدل النجاح والبقاء. ومع ذلك، لا تزال هذه الطريقة تتطلب إزالة المرجان من الشعاب المرجانية القائمة. ونظرًا للحالة الراهنة للشعاب المرجانية، يُنصح عمومًا بتجنب هذه الطريقة قدر الإمكان. وقد يكون إنقاذ المرجان السليم من الركائز المتآكلة أو الشعاب المرجانية المعرضة للانهيار ميزةً كبيرةً لاستخدام الزرع.

تتخذ حدائق المرجان عمومًا أشكالًا آمنة، أينما وُجدت. تبدأ العملية بإنشاء مشتل حيث يمكن للمختصين مراقبة ورعاية شظايا المرجان. ^{[ 223 ]} ومن البديهي أن تُنشأ المشاتل في مناطق تُعزز نمو المرجان وتقلل من معدل نفوقه. تُعد أشجار المرجان العائمة قبالة الشاطئ، أو حتى أحواض السمك، مواقع مناسبة لنمو المرجان. بعد تحديد الموقع، يمكن البدء بجمع المرجان وزراعته.

تتمثل الفائدة الرئيسية لاستخدام مزارع المرجان في تقليل معدل نفوق البوليبات واليرقات. فبإزالة المفترسات وعوائق التكاثر، يمكن للمرجان أن ينضج دون عوائق تُذكر. مع ذلك، لا تستطيع هذه المزارع حماية المرجان من ضغوطات المناخ، إذ لا تزال درجات الحرارة المرتفعة أو الأعاصير قادرة على إتلاف المرجان المزروع فيها أو حتى قتله.

تزداد شعبية التكنولوجيا في مجال زراعة المرجان. وقد أجرت فرق من برنامج ترميم وتكييف الشعاب المرجانية (RRAP) تجارب على تقنية عدّ المرجان باستخدام كاميرا روبوتية نموذجية. تستخدم هذه الكاميرا تقنيات رؤية حاسوبية وخوارزميات تعلم آلي لاكتشاف وعدّ صغار المرجان، وتتبع نموها وصحتها في الوقت الفعلي. تهدف هذه التقنية، بقيادة جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا (QUT )، إلى استخدامها خلال مواسم تكاثر المرجان السنوية ، وستوفر للباحثين تحكمًا غير متاح حاليًا عند الإنتاج المكثف للمرجان. ^{[ 225 ]}

تتضمن الجهود المبذولة لتوسيع نطاق الشعاب المرجانية وزيادة عددها توفير ركائز تسمح لمزيد من المرجان بإيجاد موطن له. تشمل مواد الركائز إطارات السيارات المهملة، والسفن الغارقة، وعربات المترو، والخرسانة المُشكّلة، مثل كرات الشعاب المرجانية . تنمو الشعاب المرجانية بشكل طبيعي على الهياكل البحرية مثل منصات النفط . في مشاريع الترميم الكبيرة، يمكن تثبيت المرجان المُتكاثر على الركيزة باستخدام دبابيس معدنية، أو غراء فائق ، أو معجون بلاستيكي . كما يمكن استخدام الإبرة والخيط لتثبيت المرجان من النوع A على الركيزة.

بيوروك عبارة عن ركيزة تُنتج بعملية حاصلة على براءة اختراع، حيث يتم تمرير تيارات كهربائية منخفضة الجهد عبر مياه البحر لتحفيز ترسب المعادن الذائبة على هياكل فولاذية . والكربونات البيضاء الناتجة ( الأراغونيت ) هي نفس المعدن الذي يُكوّن الشعاب المرجانية الطبيعية. تستعمر الشعاب المرجانية هذه الهياكل المطلية وتنمو عليها بسرعة. كما تُسرّع التيارات الكهربائية من تكوين ونمو كل من صخور الحجر الجيري الكيميائي وهياكل الشعاب المرجانية وغيرها من الكائنات الحية ذات الأصداف، مثل المحار. توفر المنطقة المحيطة بالمصعد والمهبط بيئة ذات درجة حموضة عالية ، مما يُثبّط نمو الطحالب الخيطية واللحمية المنافسة. وتعتمد معدلات النمو المتزايدة كليًا على نشاط التراكم. وتحت تأثير المجال الكهربائي، تُظهر الشعاب المرجانية معدلات نمو وأحجامًا وكثافة متزايدة.

إن مجرد وجود العديد من التكوينات في قاع المحيط لا يكفي لتكوين الشعاب المرجانية. يجب أن تراعي مشاريع الترميم مدى تعقيد الركائز التي تُهيئها للشعاب المرجانية المستقبلية. أجرى باحثون تجربة بالقرب من جزيرة تيكاو في الفلبين عام 2013 ^{[ 226 ]} ، حيث وُضعت عدة ركائز متفاوتة التعقيد في الشعاب المرجانية المتدهورة المجاورة. شملت الركائز عالية التعقيد قطعًا أرضية تحتوي على ركائز من صنع الإنسان (صخور ملساء وخشنة) وسياج محيط بها؛ بينما شملت الركائز متوسطة التعقيد الركائز من صنع الإنسان فقط؛ أما الركائز منخفضة التعقيد فلم تكن تحتوي على سياج أو ركائز. بعد شهر واحد، وجد الباحثون ارتباطًا إيجابيًا بين تعقيد التكوين ومعدلات تكاثر اليرقات. ^{[ 226 ]} وقد حققت الركائز متوسطة التعقيد أفضل النتائج، حيث فضّلت اليرقات الصخور الخشنة على الصخور الملساء. بعد عام من دراستهم، زار الباحثون المواقع ووجدوا أن العديد منها يدعم مصائد الأسماك المحلية. وخلصوا إلى أن ترميم الشعاب المرجانية يمكن أن يتم بفعالية من حيث التكلفة، وسيحقق فوائد طويلة الأجل إذا ما تمت حمايته وصيانته. ^{[ 226 ]}

أُجريت دراسة حالة واحدة حول ترميم الشعاب المرجانية في جزيرة أواهو في هاواي . تُدير جامعة هاواي برنامجًا لتقييم ومراقبة الشعاب المرجانية للمساعدة في نقلها وترميمها في هاواي. كان ممر مائي يربط جزيرة أواهو بمعهد هاواي لعلوم الأحياء البحرية في جزيرة كوكونت مكتظًا بالشعاب المرجانية، حيث تضررت العديد من بقع الشعاب المرجانية في الممر نتيجة عمليات التجريف السابقة.

Dredging covers corals with sand. Coral larvae cannot settle on sand; they can only build on existing reefs or compatible hard surfaces, such as rock or concrete. Because of this, the university decided to relocate some of the coral. They transplanted them with the help of United States Army divers to a site relatively close to the channel. They observed little to no damage to any of the colonies during transport, and no coral reef mortality at the transplant site. While attaching the coral to the transplant site, they found that coral placed on hard rock grew well, including on the wires connecting it to the site.

No environmental effects were seen from the transplantation process, recreational activities were not decreased, and no scenic areas were affected.

As an alternative to transplanting coral themselves, juvenile fish can also be encouraged to relocate to existing coral reefs by auditory simulation. In damaged sections of the Great Barrier Reef, loudspeakers playing recordings of healthy reef environments were found to attract fish twice as often as equivalent patches where no sound was played, and also increased species biodiversity by 50%.

Another possibility for coral restoration is gene therapy: inoculating coral with genetically modified bacteria, or naturally occurring heat-tolerant varieties of coral symbiotes, may make it possible to grow corals that are more resistant to climate change and other threats.^[227] Warming oceans are forcing corals to adapt to unprecedented temperatures. Those that do not have a tolerance for the elevated temperatures experience coral bleaching and eventually mortality. There is already research aimed at creating genetically modified corals that can withstand a warming ocean. Madeleine J. H. van Oppen, James K. Oliver, Hollie M. Putnam, and Ruth D. Gates described four levels of human intervention for genetically modifying corals, each increasing in intensity.^[228] These methods focus on altering the genetics of the zooxanthellae within coral rather than the alternative.

تتمثل الطريقة الأولى في تحفيز تأقلم الجيل الأول من المرجان. ^{[ 228 ]} تقوم الفكرة على أنه عند تعرض المرجان البالغ وصغاره لعوامل الإجهاد، ستكتسب الطحالب التكافلية (زوكسانثيلا) طفرة جينية. وتعتمد هذه الطريقة بشكل أساسي على احتمال اكتساب الطحالب التكافلية سمة محددة تمكنها من البقاء بشكل أفضل في المياه الدافئة. أما الطريقة الثانية، فتركز على تحديد أنواع الطحالب التكافلية المختلفة داخل المرجان، وتحديد عدد كل نوع منها في عمر معين. ^{[ 228 ]} إن استخدام الطحالب التكافلية من الطريقة السابقة من شأنه أن يعزز معدلات نجاح هذه الطريقة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لا تنطبق حاليًا إلا على المرجان الأصغر سنًا، نظرًا لفشل جميع التجارب السابقة التي تناولت التلاعب بمجتمعات الطحالب التكافلية في مراحل عمرية لاحقة. وتركز الطريقة الثالثة على أساليب التربية الانتقائية. ^{[ 228 ]} فبعد اختيار المرجان، تتم تربيته وتعريضه لعوامل إجهاد محاكاة في المختبر. الطريقة الأخيرة هي تعديل الطحالب التكافلية نفسها وراثيًا. ^{[ 228 ]} عند اكتساب الطفرات المرغوبة، تُنقل الطحالب المعدلة وراثيًا إلى بوليب خالٍ من التكافل، فينتج مرجان جديد. تُعد هذه الطريقة الأكثر استهلاكًا للوقت والجهد من بين الطرق الأربع، لكن يعتقد الباحثون أنه ينبغي استخدامها على نطاق أوسع، وأنها تحمل أكبر قدر من الأمل في مجال الهندسة الوراثية لإعادة تأهيل الشعاب المرجانية.

تمت إدارة الشعاب المرجانية في هاواي التي غطتها الطحالب الغازية باتباع نهج مزدوج: قام الغواصون بإزالة الطحالب الغازية يدويًا، بدعم من سفن شفط عملاقة. وكان من الضروري زيادة ضغط الرعي على الطحالب الغازية لمنع نموها مجددًا. ووجد الباحثون أن قنافذ البحر المحلية الجامعة تُعد مرشحًا مناسبًا للمكافحة البيولوجية للطحالب للقضاء على ما تبقى من الطحالب الغازية في الشعاب المرجانية. ^{[ 159 ]}

الطحالب الغازية في الشعاب المرجانية الكاريبية

تُشكل الطحالب الكبيرة، أو الأعشاب البحرية، خطرًا كبيرًا على الشعاب المرجانية، نظرًا لقدرتها على منافسة العديد من أنواع المرجان. إذ تُغطي الطحالب الكبيرة المرجان، وتُظلله، وتُعيق تكاثره، وتُطلق مواد كيميائية حيوية تُعيق عملية التكاثر، فضلًا عن إمكانية تكوين بكتيريا ضارة به. ^{[ 229 ] [ 230 ]} تاريخيًا، كانت الأسماك العاشبة وقنافذ البحر تُسيطر على نمو الطحالب. وتُعد أسماك الببغاء مثالًا بارزًا على الكائنات التي تُحافظ على الشعاب المرجانية. ونتيجةً لذلك، يُمكن اعتبار هذين النوعين من الأنواع الأساسية في بيئات الشعاب المرجانية نظرًا لدورهما في حمايتها.

قبل ثمانينيات القرن العشرين، كانت الشعاب المرجانية في جامايكا مزدهرة وتحظى بعناية فائقة؛ إلا أن هذا الوضع تغير جذرياً بعد إعصار ألين عام ١٩٨٠ وانتشار مرض مجهول في منطقة البحر الكاريبي. في أعقاب هذه الأحداث، لحقت أضرار جسيمة بالشعاب المرجانية وقنافذ البحر في جامايكا وصولاً إلى البحر الكاريبي. لم ينجُ من المرض سوى ٢٪ فقط من أعداد قنافذ البحر الأصلية. ^{[ ٢٣٠ ]} حلت الطحالب الكبيرة محل الشعاب المرجانية المدمرة، وسرعان ما حلت محلها طحالب أكبر حجماً وأكثر مقاومة لتصبح الكائن الحي السائد. ^{[ ٢٣٠ ] [ ٢٣١ ]} كانت أسماك الببغاء وغيرها من الأسماك العاشبة قليلة العدد بسبب عقود من الصيد الجائر والصيد العرضي في ذلك الوقت. ^{[ ٢٣١ ]} تاريخياً، كانت سواحل جامايكا مغطاة بالشعاب المرجانية بنسبة ٩٠٪، وانخفضت هذه النسبة إلى ٥٪ في تسعينيات القرن العشرين. ^{[ 231 ]} في نهاية المطاف، تمكنت الشعاب المرجانية من التعافي في المناطق التي شهدت تزايدًا في أعداد قنافذ البحر. فقد تغذت قنافذ البحر وتكاثرت ونظفت الرواسب، مما أتاح مساحات لزوائد المرجان للترسخ والنضوج. ومع ذلك، لا تزال أعداد قنافذ البحر أبطأ مما توقعه الباحثون، على الرغم من خصوبتها العالية. ^{[ 230 ]} من غير المعروف ما إذا كان المرض الغامض لا يزال موجودًا ويمنع تعافي أعداد قنافذ البحر. على أي حال، تتعافى هذه المناطق ببطء بفضل رعي قنافذ البحر. يدعم هذا الحدث فكرة مبكرة لإعادة تأهيل الشعاب المرجانية، وهي زراعة قنافذ البحر وإطلاقها فيها لمنع فرط نمو الطحالب. ^{[ 232 ] [ 233 ]}

في عام ٢٠١٤، طوّر كريستوفر بيج وإيرين مولر وديفيد فوغان من المركز الدولي لأبحاث وترميم الشعاب المرجانية في مختبر موت مارين في سمرلاند كي، فلوريدا، تقنية جديدة تُسمى "التفتيت الدقيق"، حيث يستخدمون منشارًا شريطيًا ماسيًا متخصصًا لتقطيع المرجان إلى أجزاء صغيرة بحجم ١ ^سم²  بدلًا من ٦ سم² ^، وذلك لتسريع نمو مرجان الدماغ، والمرجان الصخري، والمرجان النجمي. ^{[ ٢٣٤ ]} زُرعت أنواع المرجان Orbicella faveolata و Montastraea cavernosa قبالة سواحل فلوريدا في عدة مجموعات من الأجزاء الدقيقة. بعد عامين، نما مرجان O. faveolata بمقدار ٦.٥ أضعاف حجمه الأصلي، بينما نما مرجان M. cavernosa بمقدار ضعف حجمه تقريبًا. ^{[ ٢٣٤ ]} بالطرق التقليدية، كان كلا النوعين من المرجان سيحتاجان إلى عقود للوصول إلى نفس الحجم. ويُعتقد أنه لو لم تحدث حوادث افتراس في بداية التجربة، لكان مرجان O. faveolata قد نما بمقدار عشرة أضعاف حجمه الأصلي على الأقل. ^{[ 234 ]} باستخدام هذه الطريقة، نجح مختبر موت مارين في إنتاج 25,000 مرجانة خلال عام واحد، ثم زرع 10,000 منها في جزر فلوريدا كيز. بعد ذلك بوقت قصير، اكتشفوا أن هذه الأجزاء الدقيقة تندمج مع أجزاء دقيقة أخرى من نفس المرجان الأم. عادةً، تتصارع المرجانيات التي لا تنتمي إلى نفس المرجان الأم وتقتل المرجانيات المجاورة في محاولة للبقاء والتوسع. وقد أظهرت هذه التقنية الجديدة، المعروفة باسم "الاندماج"، قدرتها على إنماء رؤوس المرجان في غضون عامين فقط، بدلاً من المدة المعتادة التي تتراوح بين 25 و75 عامًا. بعد حدوث الاندماج، سيعمل الحاجز المرجاني ككائن حي واحد بدلاً من عدة حواجز مرجانية مستقلة. حاليًا، لم تُجرَ أي أبحاث منشورة حول هذه الطريقة. ^{[ 234 ]}