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。
新一届常委亮相:中国开启“光荣和梦想的远征”******
(中共二十大·特写)新一届常委亮相:中国开启“光荣和梦想的远征”
中新社北京10月23日电 题:新一届常委亮相:中国开启“光荣和梦想的远征”
中新社记者 黄钰钦 梁晓辉
“大家好!很高兴在这里同各位记者朋友见面。”
23日中午,北京,人民大会堂金色大厅,全球瞩目。刚刚在二十届一中全会上当选中共中央总书记的习近平,率领新一届中央政治局常委在这里与中外记者见面。
自中共十三大以来,中国共产党形成新一届领导团队与中外记者见面的惯例。每个“五年之约”,都是这个世界第一大执政党具有特殊意义的历史新起点。今年的见面会是首次在人民大会堂金色大厅举办,600多名中外记者早早在此等候,见证这历史性的时刻。
10月23日,刚刚在中国共产党第二十届中央委员会第一次全体会议上当选的中共中央总书记习近平和中共中央政治局常委李强、赵乐际、王沪宁、蔡奇、丁薛祥、李希在北京人民大会堂同中外记者亲切见面。 中新社记者 盛佳鹏 摄踏上新征程,中国共产党领导下的中国再出发,世界从这里更好读懂发展变化的中国叙事。
12时5分,习近平步入会场,面带微笑向中外记者挥手致意。他身后,李强、赵乐际、王沪宁、蔡奇、丁薛祥、李希依次进入会场,全场响起热烈掌声。
身着深色西装、系红色领带的习近平居中站立,其他6位常委分列两侧。习近平走上主席台,身后是中国共产党党旗,镰刀、锤头组成的金色党徽格外醒目。快门声中,这一历史性场景被定格、被记录。
习近平首先向发来贺电贺信的外国政党、领导人等表达感谢。
“衷心感谢全党同志的信任。”接着,习近平代表新一届中共中央领导成员庄严承诺:“我们一定牢记党的性质和宗旨,牢记自己的使命和责任,恪尽职守、勤勉工作,决不辜负党和人民重托。”
当百年中共遇上千年小康梦,中国如期全面建成小康社会,第一个百年奋斗目标成功达成。面向全球目光,习近平代表百年大党再次宣示新征程上的使命任务:“现在,我们正意气风发迈上全面建设社会主义现代化国家新征程,向第二个百年奋斗目标进军,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。”
随后,习近平向世界铺展一幅具有未来感的中国发展蓝图。
蓝图中,有百年大党推进中国式现代化的奋进姿态。
“中国式现代化是中国共产党和中国人民长期实践探索的成果,是一项伟大而艰巨的事业。”习近平说。
全面建成社会主义现代化强国的宏伟蓝图按“两步走”具体实践——到2035年基本实现社会主义现代化;从2035年到本世纪中叶,把中国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。
惟其艰巨,所以伟大;惟其艰巨,更显荣光。如今,“第二个百年奋斗目标”更加明晰,道阻且长,行则将至。
蓝图中,有百年大党对人民的“一诺千金”。
20多分钟的讲话中,“人民”一词出现17次。
“我们要始终与人民风雨同舟、与人民心心相印,想人民之所想,行人民之所嘱,不断把人民对美好生活的向往变为现实。”习近平说。
10年前、5年前,在人民大会堂,习近平都郑重宣示:人民对美好生活的向往,就是我们的奋斗目标。
更好的教育、更可靠的社会保障、更高水平的医疗卫生服务、更优美的环境……新时代10年,一个个对人民的承诺走进现实,成为中国社会发展的真实图景。
蓝图中,有百年大党对自身建设的清醒认知。
“一个饱经沧桑而初心不改的党,才能基业常青;一个铸就辉煌仍勇于自我革命的党,才能无坚不摧。”见面会上,习近平再次点题中共自身建设。
“全党必须警醒起来。打铁还需自身硬。”在10年前的中外记者见面会上,习近平以此惕励全党。
资料图:人民大会堂前红旗飘飘人们看到,中央八项规定随之出炉,中共在10年里掀起了一场被外媒称为“中国近代史上强度最大、范围最广的反腐行动”,中国党风政风乃至社会风气为之转变。
蓝图中,还有百年大党带领中国以更加开放的姿态面向世界。
面对中外记者的镜头,习近平向世界明确宣示:“中国开放的大门只会越来越大。我们将坚定不移全面深化改革开放,坚定不移推动高质量发展,以自身发展为世界创造更多机遇。”
从10年前“中国需要更多地了解世界,世界也需要更多地了解中国”,到如今“中国发展离不开世界,世界发展也需要中国”,中国与世界的关系,从“我”和“你”更好地变成了“我们”。
“新征程是充满光荣和梦想的远征。蓝图已经绘就,号角已经吹响。”习近平说。
在世界注视的目光中,踏上新征程的中国,从这里再出发。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)