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。
多地公布2023民生清单 这些事被重点关注!******
中新网北京2月2日电(记者 袁秀月)2023年,各地政府要重点办哪些民生实事?随着2023年省级两会落下帷幕,各地政府工作报告中的民生实事清单受到外界关注与讨论。
最近,多地还陆续出台相关文件,推动重要民生实事项目落实落地。其中,养老服务、婴幼儿托育、生育支持政策、就业等成为高频词。
资料图:江苏无锡,一家养老机构内欢声笑语。周贤览 摄多地推进养老服务设施建设 大量增加养老床位
“一老一小”关乎千家万户,观察各地公布的民生实事清单可以看到,养老服务、婴幼儿托育、教育助学等关乎老人和孩子的话题占据相当篇幅。
在养老服务方面,多地都给出了具体的目标数字。比如,河南的政府工作报告中提到,完成6万户特殊困难老年人家庭适老化改造。内蒙古的政府工作报告中提到,新建乡镇养老服务中心和村级养老服务站2350个,对200所农村互助养老幸福院服务功能进行拓展提升。
江西的政府工作报告中则提到,新增家庭养老床位1.3万张。吉林的50项民生实事中包括,建设100个综合嵌入式社区居家养老服务中心和100个社区老年食堂。而浙江的民生实事清单中提到,新增认知障碍照护专区床位8000张、持证养老护理员6000人。
记者注意到,多地的措施都集中在社区养老、居家养老方面,从加强养老服务设施建设,到建设养老床位、社区老年食堂,再到老年人家庭适老化改造,大多通过推进硬件设施建设,来满足老年人的养老需求。
也有部分地区着重“软件”,如提升养老服务人才队伍素质、发展养老事业和养老产业、构建城市居家社区“15分钟养老服务圈”等。
资料图:社区“宝宝屋”里,专业育儿师带着孩子做游戏。江宁路街道供图多地增加托位、学位 最高达10万个
在减轻生育、养育和教育负担方面,多地都提出要增加托育机构、婴幼儿托位、学位等。
如《河北省2023年民生工程实施方案》提到,创建标准化示范性托育机构300家。山西的民生实事清单中提到,每个县建设1所80—150个托位的示范性公办综合托育机构。
河南的政府工作报告中提到,新增公办幼儿园学位10万个。“湖北省2023年10大民生项目清单”中提到,新增3岁以下婴幼儿托位4万个,新增公办幼儿园学位1.5万个。宁夏提出,每千人托位数达到2.4个。《北京市2023年办好重要民生实事项目分工方案》中则提到,支持有条件的幼儿园招收2-3岁幼儿,新增托位6000个。
多地还提出,要优化完善生育支持政策。其中,四川的政府工作报告中提出,发展集中管理运营的社区托育服务。宁夏的政府工作报告中提出,完善三孩生育配套措施,试行宁夏户籍生育二孩及以上家庭发放育儿补贴金制度。天津的20项民心工程中提到,实施积极生育保险政策,统筹提高生育保障待遇,支持灵活就业人员参加生育保险并享受待遇。
在义务教育方面,多地都提出要新建、改扩建义务教育学校,增加学位。如福建《二○二三年省委和省政府为民办实事项目》中提到,新增义务教育公办学校学位5万个。浙江的民生实事清单中提到,新改扩建公办中小学校100所,新增学位8万个。
《北京市2023年办好重要民生实事项目分工方案》中提到,新增中小学学位2万个,扩大教师交流轮岗比例,持续开展小学暑期托管服务。
1月31日,求职者在江苏省零工市场大厅内的企业招聘台前咨询。 中新社记者 泱波 摄“确保每个家庭至少有一人稳定就业”
2023届全国高校毕业生预计达到1158万人,同比增加82万人。稳就业保就业至关重要,多地的民生实事清单中,都提到落实就业优先政策,“把促进青年人特别是高校毕业生就业摆在更加突出位置”。
如河北提出了“全省城镇新增就业86万人”的目标任务,上海提出了“新增就业岗位55万个以上”的目标任务,等等。
针对高校毕业生,多地还出台相关措施,如鼓励基层就业、返乡创业等。甘肃的政府工作报告中提到,支持1万名未就业普通高校毕业生到基层就业。
湖北提出,扶持大学生创业项目600个以上,新增高校毕业生留鄂来鄂就业创业40万人以上,新增返乡创业5万人以上。
宁夏提出,对毕业两年内初次创业学生给予创业补助,支持城市灵活就业人员从事电商、快递、送餐、家政等行业,新增创业担保贷款10亿元以上,培育创业实体9000个。
对于就业困难人员,多地的民生实事清单也有提及。如宁夏提出,开发城乡公益性岗位9000个,“确保每个家庭至少有一人稳定就业”。
辽宁的政府工作报告中提到,加强困难群体就业帮扶,确保零就业家庭动态清零,严防规模性失业风险。山西则提出,推动公益性零工市场县县全覆盖,让零工等活不再“站马路”。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |