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。
台当局新行政团队“绿色大风吹”,网友:换汤不换药******
据台湾媒体报道,台行政管理机构将于31日进行新旧团队交接。苏贞昌接任者陈建仁已启动新团队人员更替,目前班底已大致确定。
从已公布的名单来看,桃园市前市长郑文灿将与陈建仁搭档出任正副负责人,行政团队新面孔包括文化事务主管部门负责人史哲、台北故宫博物院院长萧宗煌等,留任成员则包括数位发展事务主管部门负责人唐凤、教育事务主管部门负责人潘文忠、交通事务主管部门负责人王国材、农业事务主管部门负责人陈吉仲等。
陈建仁与郑文灿。中时新闻网陈建仁称,稳健衔接政务、扩大世代合作、增加女性成员,是此次组建团队的原则,用人唯才、适才适所,要让更多愿意为台湾做事的人尽其才。
对此,岛内民众并不买账,舆论直批新团队人事调整无异于“旧酒装新瓶”“换汤不换药”。
陈建仁何许人也?
陈建仁给人以“学界清流”的印象,曾任台湾大学公共卫生研究所所长等职。他的父亲出身中国国民党地方派系,曾任高雄县县长。陈水扁执政时期,陈建仁便和蔡英文在行政机构共事。2015年,他以无党籍身份与蔡英文搭档参选台湾地区正、副领导人,2016年成为台湾地区第一位无党籍的副领导人。
2019年,面对“务实台独工作者”赖清德的突袭式挑战,陈建仁宣布不争取竞选连任,次年任期届满后卸任,并于2021年底申请加入民进党,被视为蔡英文的“心腹”。
在行事方面,陈建仁以“中立温和”的学者身份自居。在镜头前总面带笑容,语气平和,岛内有媒体称其为暖男、“大仁哥”。他曾表示自己醉心于研究,对政治没有兴趣。对于此次人事调整,他宣称期许组建“温柔坚韧”的团队。
不过,岛内不乏针对陈建仁的批评。2007年其担任台湾科技发展部门负责人时,共同挂名的论文疑似抄袭,为此请辞。新冠疫情中,其盲目为“高端疫苗”站台而被称为“高端圣骑士”。此外,岛内有声音认为,陈建仁缺乏从政经验,恐难应对复杂的党内派系斗争及棘手的民生问题。
人事调整or政治妥协?
对于苏贞昌请辞,岛内舆论分析,这极可能是其从政生涯的最后一程。其任内台湾物价飞涨、民众薪水倒退、贫富差距拉大,而苏贞昌团队行事作风却蛮横傲慢,引发民众极大不满。
2022年底,民进党在台湾地区“九合一”选举中失利,民进党党内及民众皆对苏贞昌愈发不满。随着接连补选的败北,普发现金的“保卫战”失效,苏贞昌不得不下台走人。
岛内舆论认为,从苏贞昌的辞职时机及已公布的人选名单来看,民进党内部存在诸多派系与权位算计。陈吉仲、薛瑞元、王美花、林右昌等多位行政团队成员都有“黑历史”。此波人事安排并非以专业及经济优先,可说是派系平衡下的妥协名单,遑论“用人唯才”。当前岛内“党”“政”貌合神离,相关调整只是为避免“政治跛脚”而作出的挣扎。
台湾《联合报》认为,陈建仁行政经历有限,学者性格处理政务明显难大破大立,用陈建仁接替苏贞昌,便于将行政资源在“2024大选年”笼络牵制党内各派系,并掌握接班人团队。
苏贞昌与陈建仁。联合报中国国民党民意代表赖士葆质疑,此次人事调整有如“绿色大风吹”,陈建仁虽成为新任行政机构负责人,但蔡英文剥夺了他的人事任命权,陈建仁带领的行政团队只是代理人而已,实效堪忧。
民众党立法院党团总召邱臣远建议,对于高度争议的留任名单,陈建仁应勇于展现个人意志,知人善任,才能真正展现改革魄力。
岛内民众期待什么?
对于陈建仁接任台行政机构负责人,岛内一份最新的网络民调显示,有92%的民众“不相信会做得很好”。反之,“相信陈建仁会做得很好”的民众仅有4%,调查结果引发讨论。
不少网友留言批评:“他的心里只有高端没有人民”“不祈望就没失望”“无需期待”“觉得现在的执政团队,哪位来接任都没用,因为没有一位是专业的,更何况都是为己私利,有哪位真为台湾百姓做事,所以换谁做还是一样无解。”
岛内舆论指出,面对严峻台海局势、通货膨胀及经济不景气、治安败坏等事件频传,民众并不关心人事变动,真正在乎的是如何解决实际问题。如提高薪水、稳定物价、农产品营销等民生事项,都有赖新团队尽心尽速解决,期待真正以民为先。(记者 穆朗)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |