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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。

政治密友坠机身亡后,泽连斯基称不担心自身安全******

  中新网1月19日电 五天之内,乌克兰发生两起令人焦心的平民伤亡事件,先是第聂伯罗住宅楼突遭导弹袭击45名平民殒命,接着就是内务部长乘坐的直升机在首都基辅近郊幼儿园附近坠毁,造成包括儿童在内十余人遇难。

  忙着在达沃斯论坛视频讲话的乌克兰总统泽连斯基,一边表示不担心自己的人身安全,一边暗示俄罗斯发起军事行动才是造成这一切的根本原因,最后不忘继续催促西方盟友加快军援。

  “雾很大没有光……在幼儿园附近坠落”

  乌克兰国家紧急情况局18日下午发布最新消息说,当天在基辅市东郊布罗瓦雷发生的直升机坠机事件共造成14人死亡、25人受伤。国家紧急情况局将此前的18人遇难,修改为14人死亡。

  直升机上的9人全部死亡,包括内务部长杰尼斯·莫纳斯特尔斯基和内务部第一副部长叶夫根·叶宁等几名乌克兰政府高级官员。

  直升机坠毁后爆炸起火,地面建筑受损,死伤者中也包含坠机现场附近的儿童。

  据英国广播公司(BBC)援引当地居民Volodymyr Yermelenko的话说:“当时雾很大,没有电,没有电时建筑物上就没有灯。”

  其他目击者称,飞行员在坠机前曾试图避开高层建筑,而是在幼儿园附近坠落。

  一位当地妇女告诉BBC,当直升机在她家上空盘旋时,她看到了可怕的闪光。她说,飞行员显然试图避开她10层高的公寓楼,并选择靠近较小的建筑物。

  目前,没有迹象表明坠机事故不是意外。但乌克兰国家安全部门表示,正在调查坠机的几个可能原因,其中包括人为破坏、技术故障或飞行员违反飞行规则。

  就在四天前的14日,乌克兰遭受了自危机升级以来最严重的袭击之一,第聂伯罗的一栋住宅楼突然遭到导弹袭击,大楼被夷为平地,45名平民不幸丧生,其中包括6名儿童。

  “他的死深深刺痛了基辅政府的心脏”

  BBC称,在坠机事故中丧生的内务部长杰尼斯·莫纳斯特尔斯基是泽连斯基总统任职时间最长的政治顾问之一,他是自乌克兰危机开始以来乌克兰方面死亡的最高级别政府官员。

  英媒称,他的死“深深刺痛了基辅政府的心脏”,因为内务部长在危机期间肩负着维持治安和管理警察的重要任务。

  在整个乌克兰危机期间,他是乌克兰人最熟知的面孔之一,他曾负责向公众介绍自2022年 2月以来俄罗斯导弹袭击造成的伤亡情况。

  已故部长的一位朋友、国会议员Mariia Mezentseva说,这对每个人来说都是一场悲剧,因为他在乌克兰应对危机方面发挥了重要作用。“他对同事、朋友和家人全天候做出回应。从总统竞选的第一天起,他就与泽连斯基非常亲密。”

  在莫纳斯特尔斯基去世后,乌克兰国家警察部队负责人伊戈尔·克利缅科兼任内务部副部长并代行内务部长职务。

泽连斯基资料图:泽连斯基。

  “我不担心自己的安全”

  就在直升机坠毁的消息传出几个小时后,泽连斯基在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛上发表视频讲话,CNN评论员法里德扎卡里亚询问他是否担心当前的威胁和自己的安全。

  他说,“不,我不担心。我没有什么可补充的。”

  媒体称泽连斯基多次成为暗杀未遂的目标,但他本人对安全问题置若罔闻。

  2022年2月底俄罗斯开展特别军事行动后不久,泽连斯基拒绝了美国提议他从基辅撤离的提议。

  泽连斯基在2022年说的最受欢迎的一句话是“我需要弹药,而不是搭便车。”

  “这不是意外”

  CNN评论员还说,“我们认为这是一场意外,我们希望是一场意外。”

  “这不是意外,”泽连斯基回应称,因为它是由军事行动引起的。他认为,目前俄乌局势之下,没有“意外”可言。

  乌克兰没有说俄罗斯直接参与其中,但美国《华尔街日报》称,泽连斯基很明显将坠机事件归咎于俄罗斯对乌克兰发动的特别军事行动。

  在哀悼遇难者和谴责俄罗斯之余,泽连斯基不忘继续敦促西方领导人加快行动,向乌克兰提供武器,以帮助抵御俄罗斯令人担忧的新攻势。

  《华尔街日报》称,乌克兰官员和军事分析家最近几周警告说,俄罗斯可能正在准备采取新的行动,以重新获得在乌克兰的军事主动权。

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