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。
“针对中国的旅行限制是一场闹剧”******
中新网北京1月12日电 “我们很想念中国游客!”自1月8日对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”方案起,中国的出入境旅游逐步恢复。泰国、俄罗斯、柬埔寨、马来西亚、沙特阿拉伯、新西兰、新加坡等多国,热情欢迎中国游客的到来。
“非常欢迎中国游客的到来”
“中泰一家亲”“美丽的泰国永远欢迎我们的中国家人”——1月9日,泰国素万那普机场迎候大厅内,悬挂着欢迎中国游客的横幅。
泰国副总理兼卫生部长、交通部长、旅游与体育部长一道亲自到机场接机,迎接中国出入境旅游逐步恢复后第一批抵达泰国的游客。收到花环和礼物的中国游客笑意盈盈,表示“感觉很好,感受到了泰国人民的好客之情!”
2023年1月9日,泰国官员向抵达素万那普国际机场的中国游客发放花环。据美联社报道,泰国副总理阿努廷9日在接机现场称,中国游客无需出示新冠疫苗接种证明。他表示,中国游客赴泰旅游“是一个好兆头,这将增加收入,推动经济增长,扩大就业,并带来其他机会。”
一位泰国导游在接受英国《卫报》采访时表示:“我敢肯定,旅游业的任何人最希望看到的都是中国游客。”
同样“想念中国游客”的还有俄罗斯。从2022年12月开始,俄罗斯就一直在等待中国开放出境旅游的信息。阿穆尔州州长奥尔洛夫介绍,阿穆尔州已经与中国旅游公司就接待中国游客进行了积极准备,并为中国游客准备了特别的旅游项目。
柬埔寨对中国游客的到来也充满期待。首相洪森近日表示,柬埔寨“不要求中国游客做任何事情,只需作为普通游客来”。他希望在2023年迎来200万中国游客,并表示“东南亚国家非常欢迎中国游客的到来”。
资料图:外国游客在柬埔寨金边的一家博物馆参观。马来西亚内政部长赛夫丁8日表示,针对外国游客入马的标准作业流程不变,目前的防疫政策对所有国家的入境游客都一视同仁。马来西亚入境旅游协会主席也称,政府不会对1月8日后入马的中国游客施加特别限制,“如果马来西亚阻止中国游客入境,那么国家将蒙受巨大损失”。随着中国游客的回归,马来西亚航空公司已做好了准备,将增加相应的航班次数。
沙特阿拉伯旅游大臣艾哈迈德·哈提卜希望有更多中国游客到沙特旅游,了解沙特的风土人情。他表示:“中国是沙特阿拉伯主要的贸易伙伴之一。多年来,我们一直欣赏中国的文化和遗产……现在,我们希望中国人到沙特来旅游。”
资料图:沙特阿拉伯利雅得城市全景。据著名旅业媒体Skift报道,新西兰对中国游客敞开了大门。新西兰政府11日表示,不会要求中国游客提供核酸检测阴性证明。该国此前也曾发布声明称,对国际入境者的防疫要求保持不变,并指出额外的入境限制“没有必要,也没有理由”。
在越南,医学专家敦促政府不要限制中国游客入境或强制对中国游客进行核酸检测。当地的旅游公司已经迅速开始筹备,迎接中国游客到越南旅游。
和越南一样,巴基斯坦也热情邀请中国游客到巴旅游,并积极促进巴基斯坦游客到中国旅游。巴基斯坦旅游发展公司总经理表示:“对巴基斯坦来说,中国开放旅游是一个非常积极的信号。”他还称,计划将于2023年举办中巴旅游交流年,促进人文交流和旅游合作。
新加坡卫生部长王乙康9日表示,新加坡目前不必调整对华防疫措施。他说:“当新加坡经历另一波疫潮,其他国家和地区又会如何对待新加坡的游客?”
资料图:黄昏时分,新加坡滨海湾花园。“友善自然会让中国游客感受到温暖和欢乐、宾至如归,成为他们选择出境旅游目的地的重要因素之一。”中国外交部发言人汪文斌11日指出,中方将继续因应疫情形势,不断优化调整有关措施,与各方共同保障中外人员安全顺畅有序往来,为国际团结抗疫和世界经济复苏贡献力量。
“针对中国的旅行限制是一场闹剧”
美国有线电视新闻网(CNN)9日指出,中国游客的回归将给全球经济的重振带来希望。
然而,也有少数国家罔顾科学事实和本国疫情实际,执意针对中国采取歧视性入境限制措施。
2023年1月10日,韩国仁川国际机场,中国游客准备进行核酸检测。“针对中国的旅行限制是一场闹剧。”《纽约时报》5日发表评论文章称,人们对新冠病毒的了解已经比三年前多了很多,一味地入境限制对防止病毒传播并无太大作用,针对中国的旅行限制“并非采取了合乎逻辑的政策”。
图片来源:美国《纽约时报》报道截图据国际航空运输协会(IATA)官网发布的信息显示,以该协会和欧洲航空协会(A4E)为代表的航空业,以及以国际机场理事会欧洲分会(ACI Europe)为代表的机场发布联合声明,对欧盟成员国商定的“要求自华入境游客提供核酸阴性证明”的建议“深感遗憾”。
联合声明指出,1月3日,欧洲疾病预防控制中心(ECDC)曾发布消息称,预计中国目前的新冠病例不会对欧盟和欧洲经济区的疫情产生影响,但当下欧盟针对中国游客旅行限制的决定与ECDC当初评估的结果相互矛盾。
联合声明称,欧盟针对中国游客的限制几乎是“一种下意识的反应”,而不是一项科学的、基于风险管控的措施。
在中国出入境旅游逐渐复苏之际,世界多国都对中国游客的到来表示热烈欢迎与期待。正如俄罗斯阿穆尔州州长在欢迎中国游客时所说,随着疫情政策放开,“生活将会焕发新的光彩”。
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