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。
携手台胞乡亲共创祖国统一、民族复兴美好未来——访中华全国台湾同胞联谊会会长郑建闽******
新华社北京12月14日电 题:携手台胞乡亲共创祖国统一、民族复兴美好未来——访中华全国台湾同胞联谊会会长郑建闽
新华社记者石龙洪、尚昊
“感谢居住在祖国大陆台胞乡亲的信任,选举我担任全国台联会长,我深感责任重大、使命光荣,一定不辜负党中央的期望,不辜负广大台湾乡亲的重托。”新任全国台联会长郑建闽14日在北京接受记者采访时说。
第十一次全国台湾同胞代表会议14日在京闭幕,选举产生了第十一届常务理事会,郑建闽当选会长。
1981年成立的全国台联是中国共产党领导的台湾各族同胞的爱国民众团体,是党和政府联系台湾同胞的桥梁和纽带。
“全国台联成立40多年来,一代又一代台联人秉持‘两岸一家亲’理念,广泛联谊、服务、团结台胞乡亲,接续奋斗,为推动两岸关系和平发展、促进两岸同胞心灵契合贡献智慧力量。”郑建闽说,全国台联始终是充满亲和力、凝聚力和感召力的“台胞之家”。
郑建闽长期在对台交流合作的前沿福建工作,自2012年起担任台盟福建省委会主委,经常与台湾乡亲打交道,熟悉对台工作。
不忘初心,继往开来。“现在我又将肩负起全国台联会长的重任,能为促进祖国统一竭智尽力,是我一生的光荣与责任。”郑建闽说。
党的二十大报告指出,两岸同胞血脉相连,是血浓于水的一家人,强调始终尊重、关爱、造福台湾同胞。在郑建闽看来,“这充分体现了党对广大台胞的关怀和重视,让台胞乡亲倍感温暖,深受鼓舞”。
他认为,党的二十大报告强调贯彻新时代党解决台湾问题的总体方略,提出新征程上推进祖国统一进程的目标要求,阐明对台工作的基本方针、原则立场、重要举措,展现反对外来干涉和反对“台独”分裂的坚定决心、推进祖国统一进程的必胜信心、为台湾同胞谋福祉的不变初心,是在全面建设社会主义现代化国家新征程上做好对台工作的根本遵循和行动指南,为做好新时代台联工作指明前进方向。
谈及未来五年的工作,郑建闽表示,全国台联将全面准确贯彻落实党的二十大精神,深入贯彻新时代党解决台湾问题的总体方略,坚决落实党中央对台工作大政方针和决策部署,锚定使命任务,找准性质定位,发挥特点优势,加强自身建设,把广大台湾同胞致力于中华民族伟大复兴和祖国统一的智慧和力量凝聚起来。
“我们将继续不断地交朋友、建渠道、搭平台、促合作,积极促进两岸民间交流,深化两岸各领域融合发展,拉近两岸同胞的心灵距离,为祖国统一和民族复兴凝心聚力。”郑建闽说。
对两岸关系的未来,郑建闽满怀信心和期待。“解决台湾问题的主动权主导权始终掌握在祖国大陆这一边。祖国完全统一一定要实现,也一定能够实现。”他坚定地说。
同心创未来,携手谋复兴。郑建闽呼吁,两岸同胞要携起手来,从中华民族根本利益出发,矢志坚守追求统一、支持统一、捍卫统一的民族大义,坚决反对任何形式的“台独”分裂行径,增强做中国人的志气、骨气、底气。
策马扬鞭奋蹄疾,乘势而上正当时。郑建闽表示,全国台联要更加紧密地团结在以习近平同志为核心的中共中央周围,高举中国特色社会主义伟大旗帜,全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大精神,发挥好“台胞之家”的乡情亲情优势,为台胞谋福祉,为两岸谋发展,携手广大台胞乡亲,为实现祖国完全统一和中华民族伟大复兴而团结奋斗。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)