点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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。
江苏盐都：“农二代”逐梦希望的田野******
(新春走基层)江苏盐都：“农二代”逐梦希望的田野
中新网盐城1月31日电 题：江苏盐都：“农二代”逐梦希望的田野
中新网记者 于从文
农历正月初八，江苏盐城盐都区秦南镇，秦程食品公司兔年第一锅咸鸭蛋出锅了。“很多老顾客都在等着这锅蛋呢。”“87后”总经理程彤在生产间内外忙碌着。
年产700万枚咸鸭蛋的生产间里，既摆放着一排排传统盐水腌制咸鸭蛋的大桶，又安装了两台高效节能环保型智能腌制设备。程彤说，这两台新型设备是自主研发的专利，极大地提升了咸鸭蛋的产能和品质。
潘志鹏操作大棚内的物联网设备。 谷华 摄腌制咸鸭蛋对于出生在水乡的程彤来说，是“子承父业”。程彤的父亲在二十世纪九十年代就从事鸭蛋的腌制和销售。2012年，父亲打算把蛋品厂交给程彤。当时，大学毕业后已经在南京一家国企工作三年并成为业务经理的程彤真有点不情愿：“工作在写字楼，朝九晚五，压力也不大，事业处于上升期。”然而，父亲的蛋品厂粗放的生产方式，让程彤担心“走不远”，思量再三，他还是决定回来接过父亲的接力棒。
“咸鸭蛋到处都有，蛋白过咸、蛋黄不沙是咸鸭蛋普遍存在的问题。我对蛋品市场调研后认为，要做出自己的特色，必须走差异化竞争之路，做一种不太咸、更健康的咸鸭蛋。”程彤告诉中新网记者，他联合江苏省农科院专家经过两年攻关，研发了“低盐咸鸭蛋快速腌制技术”，并获得专利。通过自主研发的智能化腌制设备，咸鸭蛋的腌制周期从40多天缩短至15天左右，不仅蛋黄“流油”，而且含盐量比正常咸鸭蛋低30%到50%，适合现代人的健康理念。
潘志鹏在手机上查看大棚内温度、湿度等数据。 谷华 摄“小而美”的经营策略，让“秦程”咸鸭蛋在市场上脱颖而出，价格也水涨船高。程彤成立了养殖专业合作社，带动周边几十户养殖户致富。2022年，“秦程”蛋品实现销售1400多万元。
记者了解到，在盐都乡村大地上，活跃着300多位像程彤这样的40岁以下“农二代”，他们怀揣致富梦想和兴农技能，传承农业发展，为当地农业增效农民增收注入了新活力。
盐都区郭猛镇双鹏智慧农场的当家人是两位发小，出生于1992年的潘志鹏和刘小鹏。2013年，潘志鹏的父亲潘国胜流转了200亩土地种植葡萄和草莓，两年后他邀请大学毕业的刘小鹏回来经营农场，2018年，潘志鹏也回到农场。年轻人的思维活跃，通过走出去、请进来的方式向农业专家请教，从教科书和生产实践中步步摸索，慢慢由农业“门外汉”成长为“小能手”。
潘志鹏和刘小鹏深知传统种植管理模式已经落伍，一齐把目光瞄准物联网技术，对农场进行了智慧化改造。“现在，温度、湿度、通风、遮盖等各方面全部实现自动控制。”在农场大棚里，两人掏出手机给记者演示说，运用物联网技术，不仅能够精准控制，提高果品品质，而且节省了人工成本，200亩农场正常用工也就20人。
“看着植物生长，一天一个变化，每天都有新鲜感。”刘小鹏笑言，这是自己的农业情怀，是做其他工作没有的感受。去年，农场实现产值800多万元，净利润达300万元左右。
农业情怀同样藏在“快乐养猪人”顾金国的心头。“我做农业可算是专业对口了。”顾金国毕业于盐城生物工程学校畜牧专业，曾经在上海从事动物药品销售，生意做得红红火火。2015年，他带着3000万元资金，回到家乡秦南镇合兴村，创办了康农牧家庭农场从事养猪业。
在康农牧家庭农场，巡视、室温、饲喂、粪便清扫全部实现自动化，偌大的猪场正常用工只有13人，而且还是每3个月一轮换，平时在猪场内从事养殖管理的只有四五人。值得一提的是，这里清洁清毒程序非常严格，饲料运进、人员进入需要经过20分钟的消毒，饲养人员在外的穿着衣物一律不得带入，连手机都不能带进。“养猪最怕的是猪瘟病毒。”顾金国说，只有严格消杀才能保证安全，养猪产业才能持续下去。去年，农场出栏生猪15000头，成为名副其实的“万头猪场”。
在盐都采访“农二代”，记者发现，这些“新农人”都具有较高的文化程度，都是运用现代科技的行家里手，也都把网络电商作为产品销售的主渠道。“手机成为新农具，直播成为新农活，流量成为新农资”是他们身上鲜明的时代印记。
据盐都区农业农村局相关负责人介绍，截至目前，该区已创成省、市、区级示范家庭农场超300家，其中，“农二代”创办领办的农场占比逐年提高。“力争三年内家庭农场负责人平均年龄降到50岁以下，大专以上文化程度达到50%以上，让更多的年轻人传承农业发展，成为乡村产业振兴的主力军。”
顾金国介绍生猪饲养情况。 谷华 摄又是一年新春时。和父辈一样耕耘在乡村大地上，有知识、有技术的“农二代”们对自己的事业充满了坚定的信心。潘志鹏和刘小鹏说：“新的一年要加强日常管理，提高果品品质，打出自己的品牌，提高效益。”程彤说：“继续进行产学研合作，再在细分市场上下功夫，扩大品牌影响力，带动更多农户奔富路。”顾金国则说：“做农业，除了情怀还是情怀，我要通过自己的努力，让养猪成为受人尊敬的职业。”(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
乐发lv地图 |
)