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。
诗贺2023年元旦******
编者按
新年伊始,万象更新。值此佳期,野草诗社、玉坛诗书画苑的诗人挥毫泼墨,创作一批诗词楹联作品,现刊发部分佳作,以飨读者。
迎接2023年元旦
李殿仁(北京)
盛会鸣鼙再起程,又迎元旦壮豪情。
红旗漫卷江山固,沧海横流方向明。
斗转星移春浩荡,天翻地覆岁峥嵘。
同心协力运筹巧,奋发图强阔步行。
2023迎新曲
李文朝(北京)
盛会蓝图启远征,开年乘胜跨新程。
三舱建站苍穹耀,六杰会天寰宇惊。
骇浪踏平旗舰稳,妖风镇住海波平。
神来妙笔丹青手,共绘江山万里晴。
迎接新年2023
何云春(北京)
落木晨妆四季还,几番烟雨暮云闲。
羔羊卧草呑残雪,燕雀登枝逐锦斑。
万物催生泥渐暖,千帆历尽水潺湲。
繁华蕴在梅开后,一旦春来绿满山。
贺癸卯元旦
蒲润康(四川西充)
时轮虎去兔当先,腾跨新征又百年。
梅报春归云燕舞,鼓鸣潮卷巨龙穿。
神舟问月惊环宇,航母乘风颂雅篇。
万里江山披锦绣,千帆竞发向尧天。
春日山行
白双忠(北京)
一路春光入画图,长城千里护京都。
花开桃李难寻径,水落鱼龙不见珠。
村酒飘香浮绿蚁,石桥流水映黄栌。
车行时倚天台立,满目风云气象殊。
除夕花市
倪健民(北京)
水暖沧波静,云开迤逦归。
江楼连叶翠,花市涌霞晖。
百宝珠轮转,千幡紫气依。
今宵春有势,十里彩灯飞。
迎2023元旦感记(通韵)
赵青山(吉林)
多少豪情凝笔端,一元复始意无边。
回眸旧历风兼雨,品味人生苦与甜。
踏雪寻诗逢数九,临屏寄语话丰年。
时光不舍轮流替,老骥新征春盎然。
岁杪感吟(新韵)
崔健(内蒙古)
羞把时光抖散开,奚囊捋罢叹苍白。
浮云多有形而上,逝水绝无飞去来。
情未喧腾何怨酒,诗难灵动本疏才。
流霞回看夕阳晚,始信风华不在怀。
迎春曲
王海亮(河北)
覆水流光掌上旋,烟花如雨雨如烟。
积年冰雪澄心底,一岁风尘到眼前。
避疫合当西凤酒,裁诗端赖野狐禅。
好将吉语传微信,各守平安过大年。
元旦
封玉华(吉林)
雪傲寒梅春已近,宏驰骏业借东风。
叠加愿景织云锦,漫卷旌旗映日红。
岁月含芳人有梦,江天溢彩韵飞虹。
时随国运同开泰,福字临门脚步匆。
新年祈福
赵丽萍(吉林)
知春好雪接新历,专许今交祥瑞红。
惟愿国强家富有,还欣海晏日亨通。
乡人争看巡天路,客子适归倾玉盅。
稻黍丰登仓廪满,清流山系韵葱茏。
新年寄怀
卢冷夫(北京)
赋得春风早入弦,乱莺声里韵流连。
阴晴犹识乡关路,嗔喜未忘家国年。
谩道诗余情索寞,谁知雪后梦新鲜。
望中千里人无语,爱与飞花共拍肩。
迎新有感
肖正平(北京)
平生意气肯飞扬,风景无边岁月长。
嗟苦居家方忽忽,放怀题句却茫茫。
如何灾后思三载,欲向春前醉一场。
梦里东风消息到,吹新水色与山光。
迎新2023年元旦
徐章明(湖北)
一元与日共新篇,万户千家祝瑞年。
启动春风环境宇,生华和气润周全。
烟花乐舞欢而庆,美酒佳肴团更圆。
如是妙祥光景好,唯祈岁月复嘉绵。
迎接新年2023
张连玉(湖北)
京都盛会聚飞鸿,战鼓催征乘惠风。
扮就江南冰翡翠,妆成塞北玉玲珑。
新程百载红船启,原野千方紫气蓬。
最喜山村添美景,还联伙伴五湖通。
冬日听雨雷
巴晓芳(武汉)
萧萧落木楚江滨,独倚阑干自出神。
云树稀疏思过雁,舟车喧闹望归人。
轻敲雨滴催寒渐,浅染梅芽问岁频。
昨夜一声谁破梦,冬雷也为报新春。
元旦抒怀
张雷咏(武汉)
出林雏鸟向天游,欲破云烟下九州。
且读人间窗外事,常怀君子望中忧。
更宜鸿雁掠沧海,不悔霜华染白头。
再借青春三十载,无限江山竞风流。
涨渡湖新春
夏明江(武汉)
征鸿鸣碧岸,雪化草滩妍。
湿地箫吹雾,农家店响鞭。
春潮催旧浪,旭日喷新天。
绿水休渔网,旅游乐马年。
春节盼归
黄小遐(武汉)
忍把相思挤作堆,天天微信说儿孩。
年关怯问归期事,只道园中梅已开。
迎新年
何兆云(北京)
一声爆竹震苍穹,三叩高堂举酒盅。
家宴抒怀添喜悦,新年纳庆沐春风。
2023年元旦吟
吉世君(四川)
歌吟盛世续年轮,猎猎和风拂锦茵。
虎驾祥云归五岳,兔衔瑞气绕三春。
天舟对接天公赞,大宇澄清大道臻。
拨正航程挥巨笔,宏图再展九州新。
壬寅岁杪吟怀
何立新(四川西充)
三年困顿又逢春,万象葳蕤一玉轮。
秉烛尚能邀梦影,低头何处照弓身。
梅香不计严霜久,竹翠还知厚土真。
莫笑枯荷风里瘦,眼前有菊美为邻。
元旦抒怀
罗明周(四川)
丽日霞云饰晓霜,神州万里凯歌扬。
天宫聚会嫦娥喜,航母巡游四大洋。
水绿山清如画美,尖端科技国盛强。
英雄奋进新时代,世界和平共担当。
元旦朗吟
蒲瑜松(四川)
驿站神舟纳免年,东风朗润九州天。
梅开玉岭初心续,擘画宏图始志牵。
万里河山添锦绣,千秋业绩忆勋贤。
贺词辞岁新程启,遍地时英奋勇先。
元旦感怀
范文钟(四川)
举世迎新捧玉觞,寒宵卧醉鬓添霜。
人生忽悟为追梦,七彩甘辛往复尝。
新春有寄
张丽(四川西充)
三年难得自由身,怎奈瘟君几代新。
冰雪寒枝梅更俏,山河解冻早迎春。
喜庆癸卯元旦
全水宗(四川)
瑞虎声消兔问津,征途开局遇双春。
初心始志千秋旺,驿站通衢九宇巡。
贺语铿锵航向指,神州锦绣画图新。
腾飞华夏圆佳梦,一片尧天富国民。
癸卯元旦
杨凤翔(四川)
廿大宏开锦绣章,春风一路意飞扬。
瀇洋掣舰鲸波破,北斗辉星绮梦航。
遍野莺声花浩荡,盈门丽日福焜煌。
神州处处横元气,万众笙箫颂富强。
元旦赏月
曾林华(四川)
远山孤火月长明,近水高台夜寂清。
秋去冬来寒意少,疫消人聚笑声盈。
元日接福
严昭模(四川)
梅蕊迎春早著枝,声声爆竹岁更时。
山君赐福留荫去,玉兔呈祥续绘诗。
元日抒怀(中华通韵)
陈瑞瑜(四川)
冠瘟毒敛复工初,元日新桃撵旧符。
遥望神舟轻抚舰,星辰大海纵情抒。
国运开新(新韵)
潘万虎(宁夏)
铸就凌云志,明辉耀纪元。
壮怀谋盛运,妙略续鸿篇。
跃海披飞雨,乘风越险滩。
航标常在握,何惧浪淘天。
从北京饭店窗内见天安门曙光有寄
余秀玲(宁夏)
重楼迷雾破南窗,红日青天拂旦光。
一盏明灯前路指,九州举目向东方。
迎新年书怀
赵学义(宁夏)
昭苏万类贺新年,福禄祯祥国运阗。
送走壬寅收惠泽,迎来癸卯饮甘泉。
高歌俊士瘟神灭,妙境宏图社稷延。
踏雪寻梅梅朵笑,东风着意奏和弦。
喜迎2023元旦(新韵)
沙俊清(宁夏)
休言老迈便痴呆,尚有新诗待剪裁。
翠岭松涛谐韵巧,黄河春水浪花白。
欲寻旧迹风吹去,难忘慈亲梦唤来。
幸遇清平佳岁月,晚晴何日不开怀。
癸卯迎新感吟
王福祥(宁夏)
卯兔飞奔众望孚,披荆斩棘踏征途。
创新开拓兴鸿业,砥砺前行不守株。
迎新杂咏
刘虎(宁夏)
东风又剪孕梅香,公历新翻瑞雪扬。
心寄田园丰雨露,情怀史册赋诗忙。
临窗探月征程迫,倚案扶琴往事沧。
喜有金辉天地暖,心中尽染九州芳。
迎元日
张青(宁夏)
岁酒频斟试解愁,牵衣稚子慰心头。
新元伊始红梅绽,旧梦终圆瑞雪柔。
惟愿家家餐有肉,犹欣户户食无忧。
寒冬凛冽春将至,疫后陶然走九州。
新春见闻感怀
张璎涵(宁夏)
半照似弦弓,裁别万碧丛。
题诗银海卷,对饮玉风盅。
我自歌新日,谁人叹落红?
隐屈黄道里,还复翠山中。
田园之春(中华通韵)
马存玉(宁夏)
东风曼妙气温馨,杨柳枝条翠玉神。
剪韭根苗新助长,梯田冬麦老苗伸。
杏桃地埂花开俏,鸟雀林丛唱凤晨。
运转乾坤节奏快,田园生态颂阳春。
迎接元旦
谢久洪(湖北)
壬寅劲舞即声尾,展现呈功硕果屏。
昨吹东风颜露笑,今朝元旦絮飞星。
梅花朵放梅天院,喜鹊晨鸣喜报庭。
玉兔粉妆姗摆缓,疫情抹去美春馨。
新春寄语
赵云集(辽宁)
迎新辞旧寻常事,一夜东风两岁连。
爆竹方传春信息,桃符又续古芸编。
眼前岁月心中醉,窗外缤纷梦里牵。
猎猎旌旗飞到处,狂歌劲舞向明天。
贺癸卯春节
李耀忠(辽宁)
千年习俗桃符佑,岁旦如期守在家。
对酒题诗吟盛景,逢春泼墨贺丰华。
山村美味相思处,溪水深情无际涯。
世上奇珍唯一物,孝心捧出敬咱妈。
贺新春
赵德金(辽宁)
普天同庆千家乐,举国欢腾万户圆。
洒扫庭除辞旧岁,张灯结彩贺新年。
银花飞舞祥光闪,火树逍摇瑞气旋。
佳节昌欣逢盛世,江山稳固永相传。
2023新年寄情
王世金(辽宁)
月照天涯四季轮,寒中漫逸又迎春。
山河素影知行客,华夏清声伴醉人。
冬柳乘风滋翠骨,腊梅饮雪露红唇。
全民砥砺飞龙捷,致富征途局局新。
喜庆兔年元旦
庄永信(辽宁)
辞旧迎新庆卯年,吟风走笔播诗田。
峥嵘岁月留佳韵,荏苒时光赋雅篇。
寄意家山花正翠,倾情故里貌犹妍。
赏梅戏雪凝思远,盛世升平筑梦圆。
元旦感怀
陈家文(辽宁)
中枢擎帜展雄篇,经济腾飞寰宇宣。
箭载神舟月宫看,风携舰母海涛穿。
一元复始同追梦,百业兴隆共举鞭。
盛会鸿遒图已绘,立潮破浪启航船。
元旦(中华通韵)
毛桂红(辽宁)
过往旧年成故事,首开扉页又迎新。
倚栏仰望问明月,对酒当歌唱雪魂。
冬夏时光从未负,春秋文笔亦还勤。
一元复始海天阔,流彩飞霞更有神。
新年随感
曲嘉宁(辽宁)
佳节时逢雪映窗,村民贺岁笑声扬。
山川起舞弄清影,大地飞歌着盛装。
高挂红灯祥气瑞,多姿焰火彩花香。
神州上下同欢庆,丰裕家乡世泰康。
咏新年
陈金凤(辽宁)
雪韵风鸣迎卯年,人民富裕史无前。
山河锦绣神州美,岁月峥嵘大地妍。
科技扶贫蔬果翠,精优饲养肉鱼鲜。
乡村崛起留佳话,身在农庄将梦圆。
迎卯年抒情怀(通韵)
王文录(辽宁)
寅虎归山未等闲,欣逢玉兔更非凡。
红梅傲雪迎新岁,绿酒盈杯送旧年。
盛会祥风化春雨,小康甘露润桑田。
神舟十五腾云起,华夏儿孙好梦圆。
元旦感怀
李长城(辽宁)
岁月何曾老,壬寅倍觉艰。
烽烟腾海国,瘟疫扰人寰。
九域生豪杰,五洲摧敌顽。
初心从未改,力闯虎门关。
新春寄情
吴芳(辽宁)
四季轮回节有情,隆冬过后继春生。
重山放眼开新曲,积雪溶寒绕旧城。
万亩波光摇柳色,三年尘坷照湖清。
家家笑语瞳瞳日,催马扬鞭又启程。
癸卯春节
丛艳(辽宁)
寅虎匆匆隐后台,暖心玉兔扫尘埃。
烟花送走萧条去,行业喜迎繁盛回。
正值霜清红日出,欣逢风畅碧泉开。
天晴雨霁人勤奋,福祉提升康泰来。
同贺癸卯年春节
秦万力(辽宁)
宗谱高悬红烛燃,晴阳暖照舞翩翩。
春联映日家家福,柏酒迎新岁岁鲜。
赤子无忧行富路,翠流得意涌清泉。
山河锦绣人心聚,共祝神州铸梦圆。
贺2023年元旦
宋明德(辽宁)
光阴不觉又佳节,弹指七寻更岁年。
竹影松溪游古迹,琴棋诗画学名贤。
欣逢元旦亲人聚,共煮三冬吟梦圆。
时遇家乡生秀景,霜翁得韵赞桑田。
新年寄兴
师红儒(山西)
岁运新风入胜题,春山明日待攀跻。
居留画境原非梦,心远神舟已结梯。
有限寒雕清韵瘦,多情雪舞塞天低。
乡关节物足吟赏,浩思潮生人欲迷。
兔贺新年
赵丽娜(山西)
精灵玉兔报芳春,斗转天干岁指寅。
瑞雪空馀前度月,秀山不见旧时旬。
行吟世境年光好,守望乾坤景物新。
欲使雄风齐率土,琼花碧树净无尘。
辞旧迎新
林暮雪(山西)
满窗山岳纳新初,最是清江入画图。
弹指琴声丰岁曲,回眸锦色醉春都。
高松赋载千秋月,老笔书成百代湖。
万里年妆今又续,东风一缕送屠苏。
元旦
李玉莲(山西)
窗前冰挂写诗篇,天上晨霞映篆烟。
逸兴漫吟景中景,约同春信跨新年。
癸卯迎春
雪馨(山西)
春水初生宿雪开,复将暖意破莓苔。
云边放出溪山好,岸上妆成柳色回。
辞旧壬寅归远道,迎新癸卯去遗灾。
陈年旧事何须说,只待东风扫雾埃。
新岁闹春图
姜典齐(山西)
疏梅犹绽冬寒侧,黛柳斜摇翠意逢。
小草拱芽黄雀脚,尘冰裂水紫鸳雍。
组稿:何云春 李方舟
审稿:王改正 张 宁
(文图:赵筱尘 巫邓炎)