科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演,为珊瑚提供应对气候变化路径******
科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚,但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题,即降低碳排放,避免气候变化速度过快,才能更好地保护珊瑚。
——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员
◎本报记者 何 亮
珊瑚作为一种海洋生物,因其缤纷的色彩、特殊的生存方式而受到人们的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感、对生存环境的要求较为苛刻,气候变化影响下的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡。
近日,生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成的论文,揭示了珊瑚应对气候变暖的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示:“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温的适应潜力,为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”
孵幼型珊瑚,礁体上的“拓荒者”
长期以来,珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注,关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟是动物,还是植物?
事实上,珊瑚是动物,是一种较低等的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓,是因为其体内生活着一种微小的藻类——虫黄藻。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量,保证珊瑚的生存。如果珊瑚失去虫黄藻,就会饿肚子,最终因没有能量来源而饿死。
珊瑚与虫黄藻复杂的共生关系,不仅关乎珊瑚的生存,也是科研人员研究的重点。此次研究中,黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚。
“孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊,是‘先锋物种’,这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候,‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样,率先开启了生态演替和重塑生物群落的旅程。”江雷表示,“因为发育快,繁殖能力强等原因,一旦有新的合适生存环境出现,孵幼型鹿角杯形珊瑚的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境,并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”
选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象,另一个重要的原因是其对环境的适应类型。江雷介绍,在自然界,生物对环境的适应有两种不同类型:一种类型称作表型可塑性适应,即生物的生理过程是弹性可变的,生物通过调整机能适应环境变化;另一种类型称作进化适应(又称遗传适应),即生物在许多世代中由自然选择进行演化、筛选,最终完成对环境变化的适应。
“我们选择表型可塑性适应来进行研究,是因为对这种适应类型的研究时间周期较短,容易捕获研究结果,显现成果差异。”江雷表示。孵幼型鹿角杯形珊瑚的繁殖方式是体内受精,幼体在母体内发育,发育成为幼虫之后,再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来的幼虫发育周期在1个月左右,是卵生型珊瑚的十分之一。
开展对比实验,揭示生理调节机制
在中科院南海海洋研究所的实验室里,一排排灯光格外显眼。光线照射下,颜色各异的珊瑚生活在人工营造的生态系统里。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正是在这里进行。
“在野外,珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统,将珊瑚缸中的水温以每天约0.5摄氏度的速度进行提升。大约一个星期后,珊瑚缸中的水温会升至32摄氏度,并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫,正是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说。
在长达1个月的研究中,科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后,孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响,不仅光合作用降低,还发生了白化现象。可是,驯化组子代幼虫的表现却不一样,与对照组子代幼虫相比,经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温,其最适生存温度有了明显提升,对高温的适应性得到了增强。江雷表示:“这说明,仅仅一个月的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”
仅凭一组数据,尚不足以得出定论。接下来,科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境。对比的结果与此前的结论较好地吻合,证明珊瑚母体的热驯化缓解了高温对子代幼虫的不利影响。
“上述现象背后,是珊瑚幼虫生理状态的调整。”江雷表示,在驯化之后,幼虫的虫黄藻的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫的虫黄藻变得更强大,对高温的适应能力也更好。与此同时,幼虫的呼吸消耗降低了。这就意味着,幼虫能在获得更多营养物质的同时,支出更少的能量消耗。
“这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说,可谓是大有裨益。”江雷表示,处于浮游阶段的幼虫,能量物质的补充全部依赖于虫黄藻的光合作用。如果生产得多且消耗得少,幼虫的能量储备就会更加充足,也会利于其生存。
此次研究中,科研人员还发现,驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调,与此前发现的相关生理机制相符。
发挥科技力量,提供更多拯救路径
在气候变化影响导致水温升高、威胁珊瑚种群生存的当下,我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径?
“在气候变化越发明显的当下,每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚的一次驯化。”江雷表示,在未来,野外环境中的驯化事件及其引发的适应效应将会越来越多。
在我国,珊瑚修复工作正在如火如荼地展开。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势,我国科研人员在三亚、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚,并将它们移植到实验室进行选育扩繁,最终把这些珊瑚再次回植到天然的生境中。
“此次研究的孵幼型鹿角杯形珊瑚,也来自生境恶劣的潮间带。”江雷表示,在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处,却比在陆地上植树造林辛苦得多。科研人员要背着数十斤重的装备在水底打桩固定,水下失重的环境也让工作难度大大提升。
此次研究的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍,截至目前,南海海洋研究所共建设了40亩苗圃,一年可产出约7万株珊瑚苗;还建设了300亩的修复区,扭转了实验依靠野外采苗的现状。目前,科研人员播种到海床的珊瑚苗均出自人工培育。
“尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚,但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示,科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径,而解决根源问题,即降低碳排放,避免气候变化速度过快,才能更好地保护珊瑚。
海外华媒人感知中共二十大:面向世界 分享中国******
(中共二十大·声音)海外华媒人感知中共二十大:面向世界 分享中国
中新社北京10月19日电 题:海外华媒人感知中共二十大:面向世界 分享中国
作者 徐文欣 金旭
中共二十大正在召开,海外华文媒体人表示深受鼓舞,同时也希望通过他们的报道向世界传递中国声音。
10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。 中新社记者 蒋启明 摄解析中国发展新动态、新格局
葡萄牙《葡新报》社长马丽梅在现场聆听了报告,她说:“中共二十大报告强调‘不断巩固全国各族人民大团结,加强海内外中华儿女大团结’让我印象深刻,海内外中华儿女一定会紧密团结,为推进中国式现代化贡献力量。”
马丽梅介绍,《葡新报》首次用住在国语言全方位报道大会。“大会解答了中外网友关心的问题,我们也及时向世界传递中国声音。”
会场上,欧洲新传媒集团总编辑范轩关注中国经济发展、民生福祉、涉侨事务、国际传播等议题。他称,第一手的新闻信息讯息主要靠新媒体平台实现快速传播,会用评论、人物故事等深度解析中国发展的新动态、新格局。
“面对复杂的国际环境,中共二十大报告直面客观现实,直击问题要害,以翔实的数字、严谨的思考提出解决问题的方法,让人们看到百年大党永葆本色的‘精神密码’。”《澳华财经在线》总编辑牛建明表示。
“报告亮点颇多,我从中读出了中国潜力、中国信心和中国智慧。”印度尼西亚《国际日报》执行社长张春梅深信,随着“一带一路”倡议逐步深化,中国倡导的构建人类命运共同体理念一定能成为国际社会的共识。
增强中华文化传播力、影响力
“中共二十大报告既是对过去中国发展的褒奖与肯定,又为下一段探索星辰大海的征程吹响号角。”印度尼西亚《国际日报》新媒体社长章维佳表示,将继续发挥桥梁纽带作用,推动中国与印尼友好合作。
华人头条董事长黄其旺参与了首场二十大“党代表通道”采访活动,并向故宫博物院院长王旭东进行提问。他说:“听到王旭东代表讲述如何加强国际间文化交流互鉴,我期待能以文物为纽带,深化中国与拉美国家之间的人文交流,向世界生动讲述中华民族悠久的历史和璀璨的文化。”
二十大报告强调“推进文化自信自强,铸就社会主义文化新辉煌”。尼日利亚《西非华声报》总编辑陈览月对此表示,“华媒人应努力增强中华文化传播力、影响力,用多种形式、多种载体展现可信、可爱、可敬的中国形象。”
把中国脱贫攻坚故事讲好、讲生动
埃及《中国周报》副社长朱新娥表示,报告声声有力,振奋人心。中国共产党在建党百年之际,打赢了人类历史上规模最大、力度最强的脱贫攻坚战,在消除贫困上取得历史性成就,为全球减贫作出巨大贡献。
“中国完成脱贫攻坚、全面建成小康社会的历史任务,创造了人类减贫史上的奇迹。华媒人有责任把中国脱贫攻坚的故事讲好、讲透、讲生动,让世界更了解真实的中国。”日中通信社社长胡文娟说。
“治国有常,利民为本。我们华文媒体定将竭尽所能,为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力。”荷兰《联合时报》社长陈光平说。(完)
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