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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。

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(新春见闻)台商返乡过年:讲述打拼故事,期盼春暖花开******

  中新社北京1月22日电 题:台商返乡过年:讲述打拼故事,期盼春暖花开

  作者 朱贺

  随着两岸防疫措施的调整,许多在大陆打拼的台商在今年新春假期返台过年。

  吃到久违的家乡味,陪长辈采买年货,和老友相约聚餐……多位台商接受中新社记者采访表示,他们在行李箱中装满了为家乡亲友准备的心意,一同带去的还有在大陆的收获,在团圆气氛中,一家人共盼新年春暖花开。

  李绍嬅:用点心串联两岸之爱

  大年初一,在北京经营“彩虹天使咖啡屋”的店主李绍嬅一家穿上喜庆的红衣,带上各式礼品从台北回到高雄老家向长辈拜年。与家人围炉谈天、重温台湾年味,李绍嬅讲述了这一年在大陆打拼的故事。

  2022年,李绍嬅所在的这家由听障烘焙师为主要员工的咖啡屋迎来许多新变化:听障师傅的手艺不断提升,开发了更多点心品类;越来越多爱心人士不仅为咖啡屋提供公益支持,也关注听障师傅的成长。

  返乡的行李箱中,李绍嬅装满了来自咖啡屋的点心,她认为是“最珍贵、温暖又真实的新年礼物”。

  走在台北街头,看到许多老牌店铺受疫情影响关门歇业,李绍嬅感觉家乡的模样“有点模糊”;重逢久别的老友,则让她找回了往日的熟悉感。

  “许多台湾的爱心人士未曾到过大陆,但一直关心着咖啡屋。”李绍嬅说,有八十多岁的老奶奶赶来和她见面,表示愿为咖啡屋尽一份心;也有朋友为了解咖啡屋的故事,专门下载大陆社交软件。

  李绍嬅期待,接下来继续坚守创立咖啡屋的初心,串联起更多两岸之爱。

  徐韬:公司已走过艰难时刻

  “北漂一族”台青徐韬赶在春节前回到台北,“今年一落地就能和家人相聚,感觉团圆氛围格外浓”。

  除夕吃年夜饭,徐韬与家人收看了大陆春节联欢晚会;正月初二、初三走亲访友,他打算分享从北京带来的特产和创业新收获。

  2022年,由徐韬和大陆伙伴创办的网约工作平台成功获得融资,并将业务从北京拓展至上海、深圳等地,他表示,“尽管公司曾受疫情波及,但已走过艰难时刻,我对未来充满信心”。

  这个春节,平台恢复了往日的忙碌。徐韬说,仅2023年元旦三天,平台订单量就已达去年12月的两倍,“在一定程度上反映了线下消费市场的活力,展现大陆经济的韧性”。

  返乡前一周,徐韬走访了大陆四个省份,为新年在各地成立分公司做准备。他说,能在大陆经济复苏过程中提供灵活就业岗位,感觉自己做了小小贡献,“特别有成就感、参与感”。

  陈圣儒:见证民众养老观念变迁

  带着北京冬奥吉祥物“冰墩墩”和兔年特别版“兔墩墩”回到云林老家,台湾青年陈圣儒有些近乡情怯,“既期待又有点害怕”;听见年逾九旬的阿公用闽南话喊出自己的小名,他的心中暖意涌动。

  从小在长辈身边长大,陈圣儒对年长者有天然的亲近。如今在北京延庆从事养老行业已有五年,他所在的五家养老驿站获得了北京市星级评定。在京郊乡村走访,他教会村中长辈收发快递、打视频电话,“真正有融入当地的感觉”。

  “从前想着将台湾的养老理念照搬至大陆,后来发现需求因人而异。”陈圣儒表示,大陆经济飞速发展,智能化和网络化加速了民众需求的个性化,大家更注重活得健康、活出质量。

  回顾此前在大陆过年,陈圣儒除体验吃饺子等北方年俗,也会与海峡对岸的家人视频连线,相约“云”喝酒,分享生活趣事,“尽管见不到面,但心的距离始终没变”。如今面对面团圆,陈圣儒打算暂时放下工作,专心陪伴阿公阿嬷。

  说起新年愿望,陈圣儒期待有更多人走出家门,“无论年轻人还是长辈,旅游也好,采摘也好,总之要热情拥抱即将到来的春天”。(完)

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