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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。
【十年·中国观察】只此青绿，中国“双碳”雄心背后的山河梦******
中新社北京9月23日电 题：只此青绿，中国“双碳”雄心背后的山河梦
中新社记者 王恩博
青峰叠嶂、绿水隐现，人在壮美河山中“诗意栖居”。持续走红的中国舞蹈诗剧《只此青绿》，既是对北宋名画《千里江山图》的写意表达，也被视作“天人合一”东方生态观的生动呈现。
资料图：舞蹈诗剧《只此青绿》剧照。 中新社发 中国东方演艺集团 供图从王希孟笔下这抹传世青绿，到“我见青山多妩媚，料青山见我应如是”等佳句名篇，自古以来，中国人便不吝抒发对绿水青山的向往。即便如此，“金山银山”也一度被优先考量。经济高速增长、城镇不断扩张，粗放的发展方式让中国付出沉重的环境代价。
不少人还记得2013年那个“十面霾伏”的春天。这年的前100天里，北京雾霾日数高达46天，较常年同期偏多5.5倍。放眼全国，空气质量“爆表”亦成为常态。PM2.5——一种直径不及头发丝粗细二十分之一的细颗粒物，引起全民担忧。
蓝天何以成了“难天”？原国家环境保护局首任局长曲格平曾指出，难就难在治理与经济发展的平衡，难就难在环保意识的薄弱。
当“先污染后治理”的老路无以为继，难，更得下决心改变。
正是2013年，“大气十条”——《大气污染防治行动计划》出台，一场蓝天保卫战打响。此后，相关顶层制度不断充实完善，中国人逐渐告别“呼吸之痛”。“十三五”以来，中国PM2.5年均浓度已实现“六连降”。2022年前8个月，中国339个地级及以上城市平均空气质量优良天数比例达到86.3%。
不仅与雾霾交锋，还与污水较量、与沙漠赛跑……中国这十年，生态文明建设受到决策层前所未有的关注，“绿水青山就是金山银山”已成为发展共识。
2020年，碳达峰碳中和目标的提出，展现当代中国人山河梦更具雄心的一面——开启一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。
绿色仍是这场变革的主色调。看看接连获得联合国“地球卫士”“土地生命”两项环保大奖的河北塞罕坝林场，便能感知一二。
50多年里，三代塞罕坝林场人“植”此青绿，用汗水将茫茫荒漠浇灌成百万亩人工林海。过去十年，这里最后近9万亩石质荒山也披上绿衣。据测算，塞罕坝每年为京津地区涵养水源2.84亿立方米，固定二氧化碳86万多吨，释放氧气近60万吨。
资料图：2021年7月30日，航拍塞罕坝千年秀林。(无人机照片) 中新社记者 韩冰 摄塞罕坝并不孤单。这十年，中国植树造林占全球人工造林的四分之一左右，单位GDP二氧化碳排放量累计下降约34%，许多曾在沙漠边缘挣扎的地方重焕生机。
绿色还在浸染中国大地。中国气候变化事务特使解振华透露，中国将强化森林碳汇，加强现有森林资源保育，力争10年内植树700亿棵。
一场变革影响的对象，可以大到一个国家，也可以小到每个个体。
中国社交平台上最近出现了不少“低碳博主”，“图图”是其中之一。分享空瓶回收攻略、参与闲置物品交换……她认真记录着自己的“低碳生活”点滴。虽多是些日常小事，却也吸引了不少粉丝关注交流。“图图”相信，每一个行动都具有传播性，人们实践可持续行为，将潜移默化地影响旁观者。
“绿色发展机制具有自我实现性质。”中国社科院生态文明研究所所长张永生如此解读这种新风尚：当越来越多人相信绿色发展可行并采取行动，更多成功案例就会出现。
理论得到了现实的验证。选择简约适度生活，将低碳环保纳入衣食住行考量的中国人，眼下已不在少数。社科院的一项调查显示，近九成受访中国消费者愿为环保改变消费习惯。生活方式转变背后，价值观念正在革新。
资料图：2021年3月11日，吉林长春的“纸壳先森兑换超市”店主整理回收的旧物。 中新社记者 张瑶 摄当然，变革必然伴随挑战。尤其对于向高质量发展“转轨”的中国经济来说，“双碳”带来的产业结构、能源结构调整等阵痛不会一夜间消失。
但化解难题也是个披沙拣金的过程。中国下定决心不要“污染的GDP”，那些高污染、高能耗的行业企业会自然而然被市场淘汰，高质量、可持续者将迎来发展“风口”。
作为汽车领域后发国家，中国新能源汽车产业的崛起是个典型例子。自2015年起，中国新能源汽车产销量已连续7年位居世界第一。全球首富、美国特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克承认：“中国在可再生能源发电和电动汽车领域正处于世界领先地位。”
资料图：2022年6月25日，长安新款新能源汽车亮相重庆车展，吸引不少市民前来了解。 中新社记者 陈超 摄相比浮出水面的部分，绿色低碳经济的潜能更令人激动。能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥预计，到2050年，面向中国碳中和的直接投资可达至少140万亿元人民币。在“十四五”期间与今后30到40年里，这笔投资将为中国经济增长提供可观推动力。
只此青绿，不只青绿。数百年前，中国画家以绚丽青绿描绘大好河山；数百年后，“双碳”雄心下，一幅更具层次感的现代版“千里江山图”已初现雏形。
固然，这场变革不可能一蹴而就，也不会一劳永逸。但随“画卷”徐徐展开，当代中国人的山河梦正愈加栩栩如生、可触可感。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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