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。
2023年省级两会陆续开启,这些看点值得关注!******
中新网北京1月11日电(记者 袁秀月)2023年新年伊始,多省份陆续进入“两会时间”。自1月10日起,多地省级两会拉开帷幕。各地将如何规划今年的发展目标?今年省级两会有哪些亮点?
资料图:四川省两会现场。张浪 摄多省份两会拉开大幕
近期,各地陆续定下2023年省级两会的时间表,不少省份将省级两会的开幕日期定于1月10日-1月15日,1月10日成为省级两会开幕的密集期。
其中,四川省政协十三届一次会议、天津市政协十五届一次会议、福建省政协十三届一次会议、广东省政协十三届一次会议、云南省政协十三届一次会议、江西省政协十三届一次会议等都于1月10日开幕。
1月11日,广西、山西、浙江、辽宁等地政协会议将开幕,进入“两会时间”。1月12日,安徽、西藏、湖北等地召开政协会议。湖南、北京、江苏则稍晚一些,在1月13日、1月14日召开当地的政协会议。
按照惯例,省级政协会议往往在省级人代会前1天或2天开幕。各地的人代会目前也已陆续确定时间,四川、天津、福建、江西、云南、上海、河北等地率先在1月11日召开省级人代会,广东、黑龙江、山西、广西、浙江、内蒙古等地在1月12日召开省级人代会,西藏、湖北、安徽、河南、江苏、北京、宁夏、重庆等地的省级人代会则在1月13日-15日开幕。
值得注意的是,近期多地都对省级人代会时间进行了调整。如西藏自治区第十二届人民代表大会第一次会议召开时间调整为1月13日,原定会议时间为1月7日。江西省第十四届人民代表大会第一次会议调整为1月11日召开,原定会议时间为1月5日。
资料图:近日武汉商圈人气回升。张畅 摄多地就政府工作报告征集意见
这些是关键词!
今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,做好各项工作意义重大。其中,各地如何规划未来的发展目标,如何规划发展路径,备受关注。
此前,已有多个省份通过座谈会、互联网等方式公开征求对政府工作报告的意见建议。记者注意到,在各地征求意见座谈会中,提振市场主体信心、基层医疗、做好新阶段疫情防控工作、乡村振兴、科技创新、健全公共卫生体系、壮大生物医药产业、优化营商环境等成为与会代表发言的关键词。
座谈会上也透露出各地未来的重点任务和目标,如2022年底山西省征求对《政府工作报告》的意见建议座谈会中透露,围绕坚定不移推进转型发展、全力抓好能源保供、深入开展市场主体提升年活动、统筹城乡融合和区域协调发展、强力推进项目建设、加快消费回暖升级、持续保障改善民生等重点任务靶向发力、加压奋进。
同样是去年底,云南省就政府工作报告征求意见的座谈会中透露,市场发育滞后是云南的突出短板,要持续大抓市场主体、大抓民营经济、大抓开放型经济、大抓创新创业、大抓营商环境、大抓金融改革发展,加快构建高水平社会主义市场经济体制。
资料图:浙江省政协十二届三次会议开幕。张茵 摄多地强调会风会纪、严肃换届纪律
正值换届之年,多地强调,两会是全省人民政治生活中的大事,要组织好选举工作,加强督查检查,严肃会风会纪,严肃换届纪律。
1月5日,四川省人大政府政协换届工作领导小组办公室风气督查组工作会召开。会议要求,要严肃换届纪律,持续抓好换届风气监督,坚决查处拉票贿选、干扰换届、破坏选举等违纪违法行为,确保大会胜利召开、风清气正。
1月5日召开的陕西省十四届人大一次会议筹备工作会议强调,要把政治纪律、组织纪律、选举纪律、保密纪律等不折不扣落到实处,确保大会风清气正、顺利圆满。
1月8日,青海省十四届人大一次会议筹备工作第二次会议召开。会议指出,要严肃会风会纪,加强监督检查,在“细节”和“严谨”上再下功夫。2022年底召开的河南省委常委会扩大会议称,科学精准优化防控措施,加强督查检查,严肃会风会纪。
此外,最近上海、重庆、四川、广东、北京、山西等多地还陆续公布了新一届的代表委员名单。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |