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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。

守正创新踔厉奋发 推动新中国史研究再上新台阶******

  作者:李正华(中国社会科学院习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员、当代中国研究所副所长)

  在中华人民共和国国史学会成立30周年之际,习近平总书记发来贺信,向学会全体同志和全国广大国史研究工作者致以热烈祝贺和诚挚问候,向国史研究工作者提出了殷切期望和要求,充分体现了习近平总书记对国史研究事业的高度重视,为做好新时代国史研究工作指明了方向、提供了遵循,是今后一个时期广大国史研究工作者必须认真学习好、领会好、落实好的一篇重要文献。我们要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,准确把握新中国史的主题主线、主流本质,坚持唯物史观和正确的政治方向、学术导向、价值取向,不断创新宣传方式,加强教育引导,提升新中国史研究资政育人的作用与功能,为坚定历史自信、增强历史主动,更好凝聚团结奋斗的精神力量作出积极贡献。

  坚持正确政治方向

  习近平总书记在贺信中指出,希望国史学会深入学习贯彻党的二十大精神,坚持正确政治方向,坚持历史唯物主义,以马克思主义中国化时代化最新成果为指导。中国自古以来就有研究历史、运用历史的优良传统,历史研究不只是为历史而研究历史,而且是为了把前人的经验、智慧传给今人、留给后人,是为了展望未来、向前看,正所谓“经世致用”。新中国史研究最突出的特征就是具有强烈的现实政治性和意识形态性。当前,世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开。“灭人之国,必先去其史”。一段时期以来,历史虚无主义思潮在党史、国史研究领域一度泛滥,国内外敌对势力欲借党史、国史上的一些敏感话题做文章,竭尽攻击、丑化、污蔑之能事,试图在意识形态领域造成混乱局面。作为新中国史研究工作者,一定要站稳政治立场,坚持正确政治方向,树立正确的历史观,自觉把握好习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观、方法论,因应世界之变、时代之变、历史之变,努力推出更多与时俱进、经得起历史和人民检验的研究成果,回答好中国之问、世界之问、人民之问、时代之问,推动马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合,为推动马克思主义中国化时代化夯实历史基础。

  不断提高研究水平

  习近平总书记在贺信中强调,牢牢把握国史的主题主线、主流本质,不断提高研究水平。新中国70余年历史发展的主题,就是实现中华民族伟大复兴;主线,就是在中国共产党的领导下,全国各族人民通过不懈努力和奋斗,迎来了中华民族从站起来到富起来,再到强起来的伟大飞跃。我们党在团结带领广大人民群众进行革命、建设、改革的历史进程中,夺取了一个又一个伟大光辉的胜利,这是新中国历史发展的主流。新中国史在本质上说,是全国各族人民在中国共产党的坚强领导下,为实现中华民族伟大复兴而不懈奋斗的历史。我们要按照习近平总书记的要求,牢牢把握新中国史的主题主线、主流本质,正确认识和科学评价新中国史上的重大事件、重要会议、重要人物,正确看待新中国史上曾经出现的曲折和失误,正确认识和处理改革开放前后两个历史时期及其关系。为此,必须努力构建新中国史研究的学科体系、学术体系、话语体系,实现三者的有机统一,着重展示我们党带领全体人民在过去70多年的时间里是怎样团结奋斗一步步改变中国面貌的,从而使新中国史研究更好发挥资政育人的功能,更好传承中国史学的优良传统,更好地向国际社会展示中国形象、传播中国声音、讲好中国故事。

  创新教育传播手段和载体

  习近平总书记在贺信中强调,创新宣传方式,加强教育引导,激励人们坚定历史自信、增强历史主动,更好凝聚团结奋斗的精神力量。新时代以来,党团结带领全体人民全面深入推进中国式现代化,以中国式现代化推进中华民族伟大复兴,掀开了中国社会主义现代化建设史上崭新的一页。新时代十年的伟大变革,在新中国史上具有重要的里程碑意义。当前,互联网信息技术飞速发展,传媒生态面临重大变革。面对一系列新情况新问题,我们要更新传播理念、创新传播方式,完善优化新中国史宣传教育与传播路径,努力推动新中国史研究、宣传和教育事业繁荣发展,更好服务党和国家工作大局,为引导人民知史爱党、知史爱国,坚定中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,为凝聚和增强实现中华民族伟大复兴的精神力量作出新贡献。

  推动新中国史研究工作再上新台阶

  党的十八大以来,习近平总书记高度重视新中国史研究工作,反复强调要在全党全社会加强包括新中国史在内的“四史”教育。习近平总书记的贺信,站在全面建设社会主义现代化国家和全面推进中华民族伟大复兴的战略高度,对新时代新征程接续推进新中国史研究事业提出了明确要求,具有很强的思想性、指导性、针对性,为构建新中国史学科体系、学术体系、话语体系,进一步加快构建中国特色哲学社会科学体系指明了前进方向、提供了根本遵循。我们要踔厉奋发,坚持守正创新,切实把思想和行动统一到党的二十大和习近平总书记贺信精神上来,加强组织领导、统筹规划和顶层设计,进一步提高研究水平,更加深入地总结新中国史特别是新时代十年的重大成就和历史经验,以更多更好的研究成果,不断开创新中国史研究事业繁荣发展的新局面,把新中国史研究事业推向新的发展阶段,为全面建设社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴作出新的更大贡献。

  《光明日报》( 2023年01月04日 11版)

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