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佰富彩2023-01-31 16:05

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。

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数说山西政协五年“成绩单”:社会、经济建设类提案超八成******

  中新网太原1月12日电 (记者 李庭耀)政协委员、政协各参加单位和政协各专门委员会共提出提案5677件,经审查,立案4838件,立案率为85%。截至目前,山西省委、省政府及各提案承办单位对交付的4838件提案按规定要求全部予以办复,委员满意率在98%以上……12日,山西省政协十三届一次会议正在进行,记者获悉,过去五年,山西省政协的社会、经济建设类提案占比超八成。

  受政协第十二届山西省委员会常务委员会委托,山西省政协十三届一次会议主席团常务主席、第一次全体会议执行主席席小军向大会报告过去五年提案工作情况。他表示,总体来看,十二届山西省政协提案,数量稳步增加、质量不断提高,反映内容聚焦中心工作,意见建议关乎民生期盼,着力点契合党委政府工作部署,充分表达了社会各界的愿望和呼声。

  过去五年,山西省政协经济建设类提案1941件,占40.12%。内容主要涉及深化供给侧结构性改革、太忻一体化经济区建设、推进“两个转型”、推动能源领域“五个一体化”、构建现代产业体系、促进民营经济发展等方面。

  其中,关于推进钢铁产业链供应链优化升级、建设智能制造高新技术产业基地、优化重点项目投资结构等建议,为推动转型综改发挥了作用。关于实施供给侧结构性改革、深化国资国企改革、支持小微企业纾困发展等建议,为促进经济高质量发展献计献策。关于推动煤炭“减”“优”“绿”、优化转型产业布局、推进先进轨道交通装备和煤机智能制造产业发展等建议,在编制该省“十四五”规划中予以采纳。

  政治建设类提案178件,占3.68%。内容主要涉及发挥统一战线作用、推进法治山西建设、贯彻总体国家安全观、优化营商环境、强化基层党组织建设等方面。

  其中,关于提升多党合作制度效能、铸牢中华民族共同体意识等建议,为巩固和发展爱国统一战线发挥了积极作用。关于发展新时代“枫桥经验”、推进党群服务中心建设等建议,为提高基层治理能力发挥了作用。关于推进政务数据共享、完善民营企业诉求维权机制等建议,为优化营商环境提供了参考。

  文化建设类提案386件,占7.98%。内容涉及培育和践行社会主义核心价值观、传承中华优秀传统文化、建设文化强省、推动文旅深度融合发展等方面。

  其中,关于加强革命遗址保护、党史教育基地建设等建议,为山西省红色旅游资源开发、精神文明建设发挥了建设性作用。

  社会建设类提案2095件,占43.3%。内容涉及打赢脱贫攻坚战、完善疫情防控机制、养老服务体系建设、推进“双减”政策落实等方面。

  其中,关于实施农村干部学历提升工程、实施公费农科生定向培养、培育新型农业经营主体、推广农业生产托管服务模式等建议,在山西省太行山区、吕梁山区迈上小康社会中发挥了作用。关于深化医保支付方式改革、加强义务教育资源均衡配置、完善三孩生育配套措施、推进养老服务体系建设等建议,为健全完善社会保障体系贡献了智慧。

  生态文明建设类提案238件,占4.92%。内容涉及践行“两山”理论、污染防治综合治理、推动绿色低碳发展等方面。

  其中,关于加强建筑废弃物资源化利用、推进环境保护网格化监管、加快新能源汽车推广等建议,为打好污染防治攻坚战起到了促进作用。关于推动黄河流域生态保护和高质量发展、推进国土绿化、统筹林草植被保护修复等建议,为山西省生态保护工程有力推进贡献政协力量。(完)

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