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。
春节返乡回家看望老人如何做好防护?官方回应******
中新网北京1月19日电(韦香惠)新冠病毒感染实施“乙类乙管”以来的第一个春节即将到来,许多人都已踏上返乡路。19日,国务院联防联控机制就春节期间疫情防控有关情况举行发布会。
旅客高兴的向窗外挥手作别 陈龙 摄农村地区是当前疫情防控的重中之重
会上,国家卫健委新闻发言人米锋表示,国务院联防联控机制各个部门正在多措并举,做好节日疫情防控,关心困难群众生产生活,丰富物质文化供应,做好春运出行保障。农村地区是当前疫情防控的重中之重。要抓好防疫体系运转,统筹各种医疗资源,保障好群众的就医用药需求,做好老人儿童等重点人群管理,补齐农村地区疫情防控的短板。
农业农村部农村合作经济指导司副司长、一级巡视员毛德智介绍,近期主要抓四方面工作:一是摸清底数。二是建立健全包保制度。三是以发放健康包的方式切实做好重点人群健康服务。四是创新方式关心关爱重点人群。
毛德智表示,近期,为全国近60万个村卫生室免费配备117万多个指氧仪,配备制氧机方面,首批为832个脱贫县乡镇卫生院配备制氧机,已经到位77%,第二批为其他的乡镇卫生院配备的制氧机从1月17日已经开始陆续发货。农业农村部还将会同工信部、卫健委一起再为一些农村地区配备免费的镇痛小分子药物,解决农村地区药品紧缺问题。
在从江县翠里瑶族壮族乡高文村,村卫生员文齐华出门准备与县乡医务人员及村干上门开展巡诊服务。 吴德军 摄医疗机构的正常医疗服务正在恢复
国家卫生健康委医疗应急司司长郭燕红介绍,总的来看,新冠病毒感染者的医疗救治平稳有序,日常的诊疗服务在逐步恢复。各省发热门诊高峰、急诊高峰和重症患者高峰都已经度过。在正常医疗方面,也有恢复正常的迹象。
郭燕红指出,全国普通门诊在逐步恢复,同时,普通门诊当中新冠患者比例在逐步降低,到1月17日非新冠的在普通门诊的就诊率达到99.5%,门诊正常诊疗在逐步恢复。住院患者呈现波动上升趋势,住院患者中非新冠患者的住院比例大幅度提升,1月17日已经达到了85%,住院的正常诊疗也在恢复。
此外,住院患者手术量在12月9日到31日呈现下降趋势,1月1日以后就呈现了稳步提升的态势。2023年1月17日比2022年12月7日住院的手术量,已经上升超过了20%。这些指标都反映出医疗机构的正常医疗服务正在得到恢复。
图为两位急诊科医生在ICU会议室内参与远程会诊。 刘力鑫 摄春节返乡回家看望老人如何做好防护
春节即将来临,大量人员陆续返乡,流动性加大,偏远地区、感染率比较低的地区疫情传播风险加大。
中国疾控中心传防处研究员常昭瑞表示,对于老年人,尤其是有基础性疾病的老年人以及没有感染过、没有接种疫苗的人群要重点加强保护。
一是在返乡初期,就是刚刚回到家的时候,返乡人员与家中老年人接触时要戴好口罩,要注意一些咳嗽礼仪。
二是加强健康监测,在关注自身健康监测的同时,尤其要密切关注老年人的身体状况,如果出现新冠感染相关症状或者抗原核酸检测阳性时,要及时就医治疗。
三是在家中就餐时,建议使用公筷公勺。
四是建议老年人尽量不要参加大规模的家庭聚集活动,如果聚会聚餐要减少人数、缩短聚餐时间,聚餐时合理保持就餐距离,做好防护。
五是要尽量减少前往人员密集场所,尽量避免长途旅行。如果需要外出的时候,要科学规范佩戴口罩,在戴口罩的时候要注意口罩的密合性,要把口鼻遮住,贴合面部,另外到人群密集的场所、感染风险高的场所时要戴医用外科或者以上级别的口罩,另外也要及时更换口罩,注意手卫生和咳嗽礼仪等。(完)
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