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彩神平台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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明天,悬念揭晓!******

  文/王恩博

  明天,全球的中国经济关注者将把目光投向北京西长安街11号。

  1月17日上午10时,国务院新闻办公室将举行新闻发布会,介绍2022年国民经济运行情况。届时,中国全年GDP增速、人口总量、人均收入、就业情况等核心经济数据将公布。

  在这个遭遇多重超预期因素冲击的年份,中国经济将如何交卷?从近期各方面陆续公布一些先行指标中,或能看出一些端倪。

  外贸规模创历史新高

  外贸是疫情以来中国经济增长的重要支撑。2022年,面对复杂严峻的国内外形势,中国外贸在2021年高基数基础上继续保持稳定增长,规模再创历史新高。

  分季度看,2022年一、二季度进出口总值分别超过9万亿元和10万亿元,三季度更增至11.3万亿元,创季度规模历史高点,四季度继续保持11万亿元水平。

  整体来看,去年中国外贸规模首次突破40万亿元关口、连续6年保持货物贸易第一大国地位、出口国际市场份额连续14年居全球首位。这份成绩单依然可以用“亮眼”形容。

  不过,随着主要经济体持续收紧货币政策,国际需求明显走弱,中国外贸仍然面临挑战。中国银行研究院认为,2022年末中国出口增速有所放缓,国际需求走弱、疫情扰乱生产秩序是主要原因。

  在国内经济恢复基础尚不牢固、外部环境动荡不安的背景下,2022年中国出口规模创历史新高,反映出口竞争力和韧性犹在。预计2023年全球经济衰退风险上升、外需不足将使出口增速承压,但供应链完整、稳定有望助力中国出口份额维持稳定。

  金融数据平稳收官

  金融数据方面,2022年也实现“平稳收官”。

  2022年12月末,中国广义货币M2同比增长11.8%,增速比上月末低0.6个百分点,比上年同期高2.8个百分点,市场流动性继续保持合理充裕。

  中国民生银行首席经济学家温彬分析称,2022年以来,在稳增长基调下,货币和财政政策持续协同发力,基础货币投放加大,市场流动性维持充裕,M2增速达到近6年来最高水平;后期伴随财政支出力度放缓等,M2增速虽有所回落,但仍维持在较高水平。

  新增信贷数据也有积极表现。2022年12月份,中国人民币贷款增加1.4万亿元,同比多增2665亿元。去年全年,人民币贷款增加21.31万亿元,同比多增1.36万亿元。

  展望2023年,温彬认为,信用扩张有望继续加力提效,在稳增长、扩内需诉求和海外加息约束弱化下,今年货币政策将维持稳健宽松格局,聚焦扩大有效需求和深化供给侧结构性改革;同时继续呈现总量型和结构性并举的特征,降准降息仍有空间,实体经济融资成本保持在较低区间,以巩固经济回稳向上基础。

  2023年中国经济有望迎反弹

  除了外贸和金融领域外,还有一些数据释放出积极信号。

  中央财经委员会办公室分管日常工作的副主任韩秀文此前撰文透露,尽管2022年经济增长速度与预期目标存在差距,但其他多项指标较好完成,一些面向未来的结构性指标有突出表现。

  例如,预计2022年经济总量超过120万亿元。产业升级取得积极进展,新能源汽车产销量和出口量均为世界第一,特别是出口达到70万辆、增长超过1倍。粮食产量连续八年保持在1.3万亿斤以上。在全球通胀创40多年新高的情况下,中国物价总水平保持平稳,居民消费价格上涨2%左右,粮食安全、能源安全和人民生活得到有效保障。

  在此背景下,官方综合研判,2023年世界经济增速可能明显下滑,而中国经济有望总体回升,形成一个独立的向上运行轨迹。汇丰环球研究大中华区首席经济学家刘晶也表示,经济重启是2023年的关键主题,预计在短暂过渡期后,中国经济增长将从明年第二季度开始强劲反弹。

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