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。
2023,中非合作将迸发新活力(环球热点)******
2022年12月15日,在位于埃及苏伊士省的中国巨石埃及玻璃纤维股份有限公司(巨石埃及公司),工人在玻璃纤维生产线上工作。新华社记者 隋先凯摄
2023年,是中国真实亲诚对非洲政策理念和正确义利观提出10周年。10年间,中非合作不断深化拓展、提质升级,中非全面战略合作伙伴关系迈入新时代。新的一年,虽然外部环境更加复杂,但中非共同秉持命运共同体理念,必将进一步推进“一带一路”倡议与非洲发展战略对接,全面深化各领域合作,取得更多成果,惠及更多人民。
务实合作成果多
科特迪瓦阿比让港第二集装箱码头的开港,巩固了阿比让港在西非地区的枢纽港地位,助力当地经济社会发展;马里古伊那水电站的建成,弥补了马里国家电力缺口,改善用电紧张状况;尼日利亚拉各斯轻轨蓝线项目一期工程竣工,极大改善沿线交通状况,便利民众出行……2022年最后一个月,3项新成果作为中非深化基建合作的缩影,为中非扎实推进务实合作再添新注脚。
“过去10年,中非合作不断深化拓展、提质升级,沿着构建更加紧密的中非命运共同体方向不断前行,中非全面战略合作伙伴关系迈入新时代,展现蓬勃发展新气象。”对外经贸大学国际关系学院教授、国家安全与治理研究院常务副院长陈须隆接受本报记者采访时表示,中国秉持真实亲诚理念和正确义利观,同非洲国家构建了健全的合作机制和广阔的合作平台,取得了丰硕的合作成果。
近年来,中非关系不断升级。2015年中非合作论坛约翰内斯堡峰会上,双方同意将中非新型战略伙伴关系提升为全面战略合作伙伴关系。2018年中非合作论坛北京峰会上,双方一致决定构建更加紧密的中非命运共同体,中非全面战略合作伙伴关系迈入新时代。2022年,中方提出“非洲之角和平发展构想”,率先支持非洲联盟加入二十国集团,受到非方欢迎。
在共建“一带一路”倡议推动下,中非经贸合作日益密切、贸易规模稳步扩大。中国商务部数据显示,中国已经连续13年保持非洲最大贸易伙伴国地位,2021年中非贸易额达到2542.89亿美元,同比增长35.3%,创历史新高。2022年8月,首批非洲对华正式出口的鲜食牛油果,在肯尼亚利穆鲁镇的桑瑞普工厂完成打包装运,经海运抵达上海港。中国对非投资强势反弹,仅2021年1—9月,中国对非全行业直接投资25.9亿美元,同比增长9.9%,已超过2019年同期水平。中非发展基金自2006年成立以来,已累计在非洲37个国家投资决策了110个项目,决策金额近60亿美元。
中国对非基础设施合作继续巩固传统优势,承包工程的合同额保持增长。中非合作论坛成立以来,中国企业为非洲新增和升级铁路超过1万公里,公路近10万公里,桥梁近千座、港口近百个,还有大量医院和学校,累计创造就业岗位超过450万个。
中非民心相通在疫情期间进一步加强。新冠肺炎疫情暴发后,中国向非洲27国提供1.89亿剂新冠疫苗,在非洲本地化合作生产年产能达到约4亿剂,被非洲国家称作“及时雨”。常驻非洲各国46支中国医疗队第一时间投入当地抗疫行动,15支中国巡回抗疫医疗专家组和紧急建立的43个中非对口医院合作机制,为非洲带去防疫经验、方案和物资。此外,中方还全面落实二十国集团缓债倡议,同19个非洲国家签署缓债协议或达成缓债共识,还在中非合作论坛框架内免除15个非洲国家2020年底到期的无息贷款。
非洲最可靠伙伴
中国以高质高效的实际行动,给非洲发展带来实实在在的收益和机遇,赢得扎扎实实的好口碑。正如英国皇家国际事务研究所专家评价的,中国在非洲是一个负责任、透明、可靠的合作伙伴。
长期以来,中国以行动为导向,在中非合作论坛框架下先后宣布对非“十大合作计划”“八大行动”和“九项工程”,支持非洲国家提升自主可持续发展能力,切实破解非洲基础设施滞后、人才不足、资金短缺三大瓶颈。近日,肯尼亚智库“跨地区经济网络”发布一份调查报告称,过去15年,中国在非实施的路桥等基础设施合作项目正在“真实可见”地改变非洲地貌,帮助非洲国家推进互联互通建设和市场融合。非洲人民普遍称赞这是“值得尊敬”的成就。
前段时间,剑桥大学和英国舆论调查公司在20余个国家的上万名成年人中进行调查。结果显示,非洲国家民众近两年对中国的好感程度明显上升。其中,非洲人口最多的尼日利亚,对中国好感度从2021年的68%上升到2022年的83%,肯尼亚则从58%上升到82%。美国《新闻周刊》点评,随着中国经济高速发展,中国积极布局亚洲非洲和拉丁美洲,共建“一带一路”,用经贸合作开道,让这些地区的国家得到了实惠,它们对中国好评如潮。
“中国是世界上最大的发展中国家,非洲是发展中国家最集中的大陆。中国向来高度重视对非关系,一直把加强同包括非洲在内的发展中国家的团结合作作为中国外交的基石。中国外长每年首访都选择非洲,这已成为中国外交的一大特色。新时代中国特色大国外交更加重视对非关系,强调中国和非洲同为发展中国家,一直是患难与共、相互扶持的兄弟和伙伴。中非历来是命运共同体。”陈须隆说,“中国始终重视非洲、尊重非洲、支持非洲,从不在非洲谋求地缘政治私利,从不把自己的意志强加于人,已经走出了一条与传统大国截然不同的对非合作之路。中方坚定认为在未来多极世界中,非洲完全有资格成为重要一极。在非洲站起来、强起来的历史进程中,中方愿成为非洲最可靠的坚定战略伙伴。中非关系堪称中国与发展中国家关系的‘旗舰’,发挥着引领与示范作用。”
继往开来上台阶
南非伊奇科维茨家庭基金会前段时间发布了《2022年非洲青年调查》,基金会主席伊福尔·伊奇科维茨说,绝大多数非洲年轻人认为非中合作会带来双赢。一些西方国家一直在说中国不利于非洲的发展,但非洲年轻人的观点恰恰相反。这从一个侧面反映了中非关系发展的前景。
中国非洲研究院研究员、南非研究中心主任姚桂梅在媒体撰文指出,2023年,在世界主要力量深度介入非洲,大国博弈和竞争更加突出的背景下,虽然中非合作的外部环境有所恶化,但中非合作前景依然看好,中非关系有望迈上新台阶。
针对美西方罔顾事实、刻意抹黑中非关系的做法,非洲国家纷纷说“不”,非洲国家的独立自主意识和抗压能力明显增强。意大利经济学家、国际关系专家贾恩卡洛·埃利亚·瓦洛里近日在欧洲《现代外交》网站刊文指出,美国通过煽动反华情绪来加强与非洲关系的尝试没有取得成功。中国和非洲早已建立了牢固的伙伴关系,这给非洲大陆带来了实实在在的利益,是任何抹黑中国的陈词滥调都无法抹杀的。
津巴布韦《先驱报》网站文章也强调,中国处理与非洲关系的方式基于多边主义和民族平等。中非标志性合作框架,如中非合作论坛、共建“一带一路”和“非洲之角和平发展构想”,都是在承认国家主权平等和相互尊重的基础上推动的。中国不寻求主宰其他国家,不谋求成为新霸主,也不干涉别国内政。这正是为什么中国提出“人类命运共同体”理念。中国处理全球事务的冷静令人放心,这是它赢得众多朋友的原因。
“新的一年,中非关系将继往开来。双方将继续落实2021年11月通过的《中非合作论坛—达喀尔行动计划(2022-2024)》,全面深化各领域合作,推进实施‘九项工程’,携手构建更加紧密的中非命运共同体。新的一年,世界有望真正进入‘后疫情时代’,中非关系将更加聚焦经济复苏和发展问题,中方提出的全球发展倡议和全球安全倡议,将为中非关系注入新的动力和活力。中方将继续支持非盟加入二十国集团,中非将在全球治理中加强团结合作,维护发展中国家共同利益,维护国际公平正义。同时,在乌克兰危机背景下,非洲在地缘政治和世界能源格局中的地位进一步提升,各大国将更加重视非洲并采取行动,牢不可破、真实亲诚的中非关系将发挥示范与引领作用。新的一年将进一步证明,中非合作不仅走在国际对非合作前列,还将带动国际社会不断加大对非投入,支持非洲和平与发展事业。”陈须隆说。(本报记者张 红)
《 人民日报海外版 》( 2023年01月07日 第 06 版)