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。
新年连打三“虎”显示中国反腐三个动向******
中新社北京1月6日电 (张素 谢雁冰)1月6日,2023年新年伊始,中国官方在一日内接连宣布三“虎”被打:山东省青岛市政协主席汲斌昌,国家烟草专卖局原党组成员、副局长何泽华,河北省人大常委会原副主任王雪峰,均涉嫌严重违纪违法,正分别接受审查调查。
开年连打三“虎”,释放了反腐败斗争一刻不停的强烈信号,亦显示出中国反腐的三个动向。
——“严”
被称为2023年“首虎”的汲斌昌在任上被查,其最近一次公开活动是在1月3日。他还在数日前主持中国人民政治协商会议第十四届青岛市委员会第二次会议闭幕大会,并在讲话中谈到“廉洁从政从业”。
何泽华、王雪峰则分别于2014年、2018年卸任。而打“虎”实践一再表明,退休不是护身符,反腐败没有例外,只要触碰纪法红线,总有事情败露、付出代价的一天。
过去一年,中国以零容忍态度反腐惩恶,32名中管干部被宣布接受审查调查,37名中管干部受处分。中共二十大以来不到3个月,官方已通报10名中管干部接受审查调查、3名中管干部受到党纪政务处分信息。
就在此番官宣三“虎”被打的前一日,中央纪委国家监委网站于5日刊发《坚决打好反腐败斗争攻坚战持久战》一文。文中点名多“虎”并指出,要“坚持严的基调不动摇,始终保持反腐败斗争高压态势”。
观察家指出,密集打“虎”彰显了全面从严治党坚持严的基调,长抓不懈、紧抓不放,亦向外界传递出“决不能有松劲歇脚、疲劳厌战的情绪,更不能有降调变调的错误期待”的信息。
——“准”
“关键少数”和“关键领域”被视作腐败增量的重要源头。近年来,官方在坚持严的主基调不动摇的同时,开启对“关键少数”和“关键领域”腐败的精准治理,其中包括“持续推进金融领域腐败治理”“深化国企反腐败工作”等。
此次落马的三名官员中,汲斌昌主抓经济工作多年。他曾担任山东省人民政府国有资产监督管理委员会副主任、党委委员,山东省经济和信息化委员会党组书记、主任等职,还曾掌舵山东省鲁信投资控股集团有限公司。
何泽华长期在烟草系统工作,曾任江苏省烟草专卖局(公司)副局长、安徽中烟工业公司总经理等职。2003年7月起,他更是在国家烟草专卖局工作十余年之久。
当前,中国的反腐败工作愈发聚焦“关键”,对重点领域、重点行业、重点人群腐败问题的整治和查处更加明确。随着精准化水平不断提升,反腐败治理成效得到全面提高。
三“虎”被打后,中央纪委国家监委网站配发评论称,要“深化整治权力集中、资金密集、资源富集领域的腐败”“进一步铲除腐败滋生土壤”。据知,纪检监察机关正在持续深化整治国有企业、金融、政法、粮食购销等权力集中、资金密集、资源富集领域的腐败,清理风险隐患大的行业性、系统性、地域性腐败。
——“深”
纪检监察机关在铁腕反腐的同时,也以刀刃向内的勇气严防“灯下黑”。外界注意到,此次落马的王雪峰曾在河北省纪委工作近十年,担任过河北省纪委常务副书记、省监察厅厅长、省预防腐败局局长等职。
近年来,少数纪检监察干部发生以权谋私、以案谋私等问题,凸显从严管理、从严监督的必要性和紧迫性。日前,中共中央政治局常委、中央纪委书记李希在二十届中央纪委常委会集体学习时强调,要在锻造纪检监察铁军上坚持高标准、严要求。
坚定不移把反腐败斗争推向纵深的同时,官方也多措并举强化警示震慑,例如推出“2023年元旦、春节期间‘四风’问题监督举报曝光专区”,加大典型案例通报曝光力度。此外,四集电视专题片《永远吹冲锋号》即将播出,该片将讲述中共如何持之以恒推进全面从严治党,预计片中披露十余个案例的详情。
更受关注的还有将于本月9日至11日召开的二十届中央纪律检查委员会第二次全体会议,外界普遍认为,会上将进一步深入部署反腐败工作。(完)