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。
习近平近70小时印尼行的三个“特别”******
(近观中国)习近平近70小时印尼行的三个“特别”
中新社印度尼西亚巴厘岛11月17日电 题:习近平近70小时印尼行的三个“特别”
中新社记者 郭金超 梁晓辉
第十次开启“G20时间”、密集会见多国领导人、中印尼两国元首年内再次线下互动……时隔9年再访巴厘岛,习近平这次印尼之行,是中国最高领导人在二十大之后首次出访的首站。
从抵达到离开,习近平近70小时的印尼巴厘岛之行有三个“特别”,诠释着向未来的中国与世界。
当地时间11月14日下午,国家主席习近平乘坐专机抵达印度尼西亚巴厘岛努拉莱伊国际机场,应邀出席二十国集团领导人第十七次峰会。这是习近平和夫人彭丽媛在机场受到印尼对华合作牵头人、海洋与投资统筹部部长卢胡特,巴厘省省长科斯特等高级官员热情迎接。 新华社记者 申宏 摄第十次参会,特别背景下的“G20时间”
这次二十国集团(G20)领导人印尼巴厘岛峰会被认为是“全球经济在衰退威胁下的一次紧急救援”。
二十国集团不仅属于二十个成员,也属于全世界,G20的使命与全球百姓的日子紧紧相连。在峰会开幕的当天,联合国恰巧宣布“80亿人口日”到来。“80亿人口时代如何过上好日子?”成为人类对未来的惕厉和警醒。
这是习近平连续第十年出席或主持G20峰会。习近平在峰会的第一阶段会议讲话中,“发展”一词出现40次,是最醒目的关键词。他强调,“我们要比以往任何时候都更加重视发展问题。”
习近平在峰会上也再次提到全球发展倡议,呼吁推动更加包容、更加普惠、更有韧性的全球发展。
外界称,这也正找到了实现峰会主题“共同复苏、强劲复苏”最关键的驱动力。
中方倡议受到各方的积极回应。16日发表的G20巴厘岛峰会宣言亦指出,各国将采取协调行动,推进强劲、包容、韧性的全球复苏以及创造就业和增长的可持续发展议程。
客场中的“主场外交”,特别忙碌的代表团驻地
习近平此行是本次巴厘岛峰会的焦点。有外媒称,各国领导人争相与这位世界第二大经济体领导人面对面交谈。
近乎接踵而至的国际政要,让中国代表团驻地变得特别忙碌。有评论称,中方俨然于客场中寻找到“主场位”。
14日,中美元首会晤在G20峰会前夕率先举行。这是拜登执政后两位领导人首次面对面会晤,持续3个多小时,议题“覆盖了两国关系最重要的方面和当前最紧迫的地区和全球性问题”。全球瞩目这次大国间的“握手”,认为会晤释放出中美管控分歧的强烈信号。
当地时间11月14日下午,国家主席习近平在印度尼西亚巴厘岛同美国总统拜登举行会晤。 新华社记者 燕雁 摄峰会开幕后,双边会见尤为频密。15日峰会第一天,习近平密集会见了8位前来出席峰会的外国领导人。
中共二十大后,中国将带给世界什么?机遇,成为习近平频繁提及的关键词。
与法国总统马克龙会见时,他说,“将为包括法国在内的世界各国提供新机遇”;在与联合国秘书长古特雷斯的会见中,他表示“以中国新发展为世界带来新机遇”。面对西班牙首相桑切斯,他说,中国推进中国式现代化,坚持高质量发展,将为包括西班牙在内的世界各国带来新的发展机遇……“中国新发展,世界新机遇”,中国如是告诉世界。
密集双边会见中,有的是首次会见,比如韩国总统尹锡悦、澳大利亚总理阿尔巴尼斯,有的则是年内第二次会见,例如阿根廷总统费尔南德斯。结“新朋”会“老友”,中国代表团驻地的高热度,折射世界对中国的态度。
驶入快车道,特别可感的中印尼互动
“开始!”
随着习近平和印尼总统佐科下达指令,崭新的综合检测车缓缓驶出车站并逐渐加速前行。
这一雅万高铁试验运行的场景,是中印尼元首会谈前的一项特殊安排。作为印尼第一条高速铁路,雅万高铁既是中印尼共建“一带一路”的标志性工程,也是中国高铁首次全系统、全要素、全产业链在海外落地。
有评论称,与雅万高铁一样,中印尼命运共同体也正乘上“高速列车”,驶向命运与共的未来。
资料图为印尼雅万高铁建设现场。 中新社发 王增堃 摄今年是中印尼关系高速发展的“大年”。7月,佐科访华,成为北京冬奥会后首位访华的外国元首。那次访问中,两国元首共同确立了共建中印尼命运共同体的大方向。
此次会谈,习近平与佐科进一步就共建中印尼命运共同体达成重要共识,一致同意以明年中印尼建立全面战略伙伴关系10周年为契机,打造高水平合作新格局。
“中国愿同印尼相携相助、结伴同行。”会谈中,习近平的这句话,进一步传递了两国构建命运共同体“共进退、同发展”的温度。
印尼民众则会对此更可感。雅万高铁建成后,从雅加达到万隆,3个多小时变40分钟,不仅让民众出行提速,也助当地发展提速。中印尼为发展中国家团结合作、互利共赢提供了样板。
17日,习近平的专机从巴厘岛起飞,目的地是泰国曼谷。在那里,他将出席亚太经合组织第二十九次领导人非正式会议并对泰国进行访问。中国与世界的密集互动,仍将持续。(完)