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1分快32023-01-31 16:05

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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。

“中国式现代化”将为世界永续发展再辟通途******

  (中共二十大·观察)“中国式现代化”将为世界永续发展再辟通途

  中新社北京10月18日电 题:“中国式现代化”将为世界永续发展再辟通途

  中新社记者 聂芝芯

  “中国式现代化”作为一个政治词汇,被写入中共二十大报告,引起海内外关注。

  作为一项创举,中国式现代化在理论和现实层面正对世界产生影响,展示了一条通向永续发展的可行之路。

  现代化是世界性潮流,实现现代化是各国人民的共同向往,也是几代中国人的夙愿。100多年前,孙中山提出的《建国方略》,被称为近代中国谋求现代化的第一份蓝图。新中国成立后,中国共产党带领中国人民持续探索中国式现代化道路。

  “工业化”、“四个现代化”、现代化“三步走”战略、“两个一百年”奋斗目标、全面建成社会主义现代化强国“两步走”战略安排……中国式现代化的图景越来越清晰,现代化建设的进度条越来越快。

10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。 中新社记者 蒋启明 摄10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。 中新社记者 蒋启明 摄

  中国用几十年时间走完了发达国家几百年走过的工业化历程,实现全面脱贫、小康梦想成真,创造了一个个经济社会发展奇迹,从“现代化的迟到国”转变为“世界现代化的增长极”。这是中国式现代化的“完成时部分”。

  “全面小康之后还要现代化”,从全面建成小康社会到基本实现社会主义现代化,再到全面建成社会主义现代化强国,是中国式现代化的“进行时部分”。最终要在新中国成立一百年时,把中国建设成“一个幸福的国家、一个现代化的国家”。

  在此节点,中共二十大发出全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标的动员令,并基于一系列实践经验,对中国式现代化进行了系统阐释。

  “现代化”曾被视为“西方的发明”,话语基本为西方所垄断。中国人民大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院副院长王义桅认为,“中国正在给人类现代化留下自己的定义”。

  中央党校(国家行政学院)马克思主义学院院长张占斌则指出,中国式现代化“使世界现代化道路和现代化模式由单数变为复数,重构了世界现代化理论新谱系”。

  回顾历史,西方国家率先走上现代化之路,将现代化与西方化划等号一度盛行。一些“非西方国家”照搬西方现代化模式,反而迷失了自己,陷入发展陷阱。

  正如习近平17日在参加中共二十大广西代表团讨论时强调,中国式现代化扎根中国大地,切合中国实际。

  中国基于国情走出一条“非西方化的现代化”之路,向世界表明“走得对、走得通”,也能“走得稳、走得好”。

  王义桅认为,中国式现代化是一种“自己主场的现代化”,启迪发展中国家走符合自身国情的现代化道路,增强他们“你能够成为你自己,实现万类霜天竞自由”的信心。

  置于世界现代化版图上看,复旦大学马克思主义研究院副院长周文指出,现代化不是西方经典模式的单选题,而是世界各国共同探索的开放题。

  不仅如此,中国式现代化对于当前西方现代化困境也具有观照意义。

  中共二十大报告概括了中国式现代化的五大特征——人口规模巨大的现代化,全体人民共同富裕的现代化,物质文明和精神文明相协调的现代化,人与自然和谐共生的现代化,走和平发展道路的现代化。

  与之相对照,西方现代化被认为是“以资本为中心的现代化、两极分化的现代化、物质主义膨胀的现代化、对外扩张掠夺的现代化”。

  在周文看来,中国式现代化凸显人与人、人与自然、人的物质世界与精神世界的和谐,而西方现代化制造了一种冲突感,贫富分化、社会失序等乱象预示着西方现代化模式的失灵,“西方需要调整观察世界的视角”。

  从面向未来的维度上看,中国式现代化所蕴含的进步的价值底色,尤其是注重人与自然关系和谐、国与国关系和谐,对人类如何应对世界之变、时代之变、历史之变具有破题意义。

  当前,世界百年大变局加速演进,从地缘冲突到环境问题,人类社会面临一系列风险。破坏性、扩张性的现代化老路,已遭到越来越多质疑。人类未来需要新的价值参照。

  实现高质量发展、促进人与自然和谐共生、推动构建人类命运共同体……这些表明,中国式现代化是可分享、可持续、具有包容性的现代化,契合人类未来。

  从文明的高度来看这份现代化的中国方案,王义桅认为“它不仅推动中华民族永续发展,也推动人类文明永续发展”。(完)

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