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。
深刻领悟团结奋斗的时代要求******
作者:陶文昭(中国人民大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院副院长、二十一世纪中国马克思主义研究协同创新中心主任)
党的二十大报告题为《高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗》,团结奋斗第一次出现在党代会报告的题目中。团结奋斗贯穿党的二十大报告全篇,体现在主题、导语、正文、结束语各个部分。党的二十大报告的主题强调,“为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”。报告在总结过去十年我们经历了对党和人民事业具有重大现实意义和深远历史意义的三件大事时强调,“这是中国共产党和中国人民团结奋斗赢得的历史性胜利”。报告在各方面战略部署之后,强调“团结奋斗是中国人民创造历史伟业的必由之路”。报告在结语之前以重要段落专门强调团结奋斗的重要性,报告全篇也以团结奋斗四个字结束。党的二十大报告如此强调团结奋斗,引人瞩目,值得深思。
团结奋斗是新时代新征程使命任务的需要。手段服从于目标。之所以强调团结奋斗,是因为新时代新征程中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。
宏伟的目标要求我们团结奋斗。目标如灯塔,指引着扬帆破浪的征程,汇聚起团结奋斗的合力。实现中华民族伟大复兴是近代以来中华民族最伟大的梦想。中国共产党一经成立,就义无反顾肩负起实现中华民族伟大复兴的历史使命。通过几代人的接续奋斗,实现中华民族伟大复兴进入了不可逆转的历史进程,今天我们比历史上任何时期都更接近、更有信心和能力实现中华民族伟大复兴的目标。与此同时我们也要看到,“行百里者半九十”,越是接近目标,就越是处于吃劲阶段,越是充满挑战,越需要勠力同心、奋勇搏击。要保持团结奋进的姿态,咬定青山不放松,一鼓作气直达顶峰。
艰巨的任务要求我们团结奋斗。我们要在2035年基本实现社会主义现代化,21世纪中叶把我国建成综合国力和国际影响力领先的社会主义现代化强国。全面建设社会主义现代化国家,前途光明,任重道远,有大量改革难题、发展课题、矛盾问题需要破解。我们只有团结奋斗、凝心聚力,把14亿多中国人民的积极性、主动性、创造性充分激发出来、凝聚起来,才能成功推进人类历史上最为宏大而独特的中国式现代化。
复杂的形势要求我们团结奋斗。民族复兴的新征程,绝不是风平浪静的,而是风高浪急甚至是惊涛骇浪,必然会遇到各种可以预见和难以预见的风险挑战。从国际看,世界百年未有之大变局加速演进,世纪疫情影响深远,敌对势力处心积虑阻滞中华民族伟大复兴的历史进程。从国内看,我国发展内外环境发生深刻变化,所有制形式更加多样,社会阶层更加多样,社会思想观念更加多样。只有团结奋斗,准确识变、科学应变、主动求变,才能筑起防范化解各种风险挑战的铜墙铁壁,才能打赢各类遭遇战、攻坚战、持久战。
团结奋斗必须加强党的领导。全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴,关键在党。我们这样一个有着56个民族和14亿多人口的大国,如果没有党的领导,很容易成为“一盘散沙”。中国共产党是团结奋斗的圆心,只有在党的领导下全国各族人民才能团结一心、众志成城。我们一次次跨过急流险滩,一次次战胜困难危机,都是因为中国共产党领导人民团结奋斗取得的。
要坚持和加强党的全面领导。我们党是高度集中统一的马克思主义政党,思想上的统一、政治上的团结、行动上的一致,是党的事业不断发展壮大的根本所在。要深刻领悟“两个确立”的决定性意义,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,把党的领导落实到党和国家事业各领域各方面各环节,使党始终成为风雨来袭时全体人民最可靠的主心骨,确保我国社会主义现代化建设正确方向,确保拥有团结奋斗的强大政治凝聚力、发展自信心,集聚起万众一心、共克时艰的磅礴力量。
要坚持不忘初心、牢记使命。中国共产党把实现共产主义作为最高理想,把为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴作为初心使命,这种远大志向和抱负赋予共产党人团结一心、顽强拼搏的强大动力。我们党来自于人民,为人民而生,因人民而兴,必须始终与人民心心相印、与人民同甘共苦、与人民团结奋斗。要坚持全心全意为人民服务的根本宗旨,树牢群众观点,贯彻群众路线,尊重人民首创精神,坚持一切为了人民、一切依靠人民,从群众中来、到群众中去,始终保持同人民群众的血肉联系。
团结奋斗必须弘扬优良传统。团结奋斗是中华民族的精神标识。中华民族是有着伟大团结奋斗精神的民族,团结奋斗的价值理念深深融入并深刻影响着中国人的精神世界和日常行为。“人多力量大”“人心齐,泰山移”“众人拾柴火焰高”“天时不如地利,地利不如人和”等耳熟能详。在几千年历史长河中,中国人民依靠团结奋斗建立了统一的多民族国家,开发了辽阔壮美的大好河山,战胜了数不清的自然灾害。近代以后,面对国家蒙辱、人民蒙难、文明蒙尘的劫难,中国人民依靠团结奋斗同内忧外患作坚决斗争,捍卫了民族独立和尊严,书写了革新图强、共御外侮的壮丽史诗。
团结奋斗是中国共产党的优良传统。党的百年历史,就是一部党领导人民团结奋斗、赢得伟大胜利的历史。土地革命战争时期,我们党号召“唤起工农千百万,同心干”;抗日战争时期,我们党号召团结全党同志如同一个和睦的家庭一样,如同一块坚固的钢铁一样,倡导建立抗日民族统一战线,为打倒日本侵略者而浴血奋战;新中国成立后,我们党强调正确处理人民内部矛盾,号召团结全国人民,为了建设一个伟大的社会主义国家而奋斗;党的十一届三中全会的历史转折点,我们党强调解放思想,实事求是,团结一致向前看,号召为把我国建成现代化的社会主义强国而奋勇前进。党的十八大以来,我们党结合形势任务发展变化提出团结奋斗的新要求,使我们这个拥有9600多万名党员的马克思主义政党更加团结统一,中华民族更加团结统一,为新时代取得伟大成就提供了坚强政治保证。
团结奋斗的传家宝必须发扬光大。习近平总书记反复强调:“团结就是力量,奋斗开创未来;能团结奋斗的民族才有前途,能团结奋斗的政党才能立于不败之地。”通过一代一代人的接续奋斗,跨过一道又一道难关,取得一次又一次胜利,创造了今天的伟大成就。我们靠团结奋斗创造了辉煌历史,还要靠团结奋斗开辟美好未来。新时代新征程,我们要继续赓续中华优秀传统文化,弘扬伟大建党精神,将团结奋斗的传统继承好、发扬好,不断夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利。
团结奋斗必须汇聚强大合力。全面建设社会主义现代化国家,实现中华民族伟大复兴,是造福亿万人民群众的宏伟事业,也是需要亿万人民群众为之付出辛劳和智慧的光荣事业,必须充分发挥亿万人民的创造伟力。团结就是力量,团结才能胜利。团结的面越宽、团结的人越多,我们的力量就越强、胜利的把握就越大。我们要团结一切可以团结的力量,调动一切可以调动的积极因素,最大限度凝聚起共同奋斗的力量。
必须坚持大团结大联合,巩固和发展各民族大团结、全国人民大团结、全体中华儿女大团结。要坚持一致性和多样性统一,加强思想政治引领,广泛凝聚共识,广聚天下英才,铸牢中华民族共同体意识,促进政党关系、民族关系、宗教关系、阶层关系、海内外同胞关系和谐,努力寻求最大公约数、画出最大同心圆,形成携手并肩、和衷共济的生动局面。
必须敢于斗争、善于斗争。团结与斗争是矛盾统一的,奋斗自身就蕴含斗争之义。无论敌人如何强大、道路如何艰险、挑战如何严峻,我们都必须毫不畏惧、绝不退缩,敢于进行具有许多新的历史特点的伟大斗争。要敢于同敌对势力作斗争,团结一致,同仇敌忾,增强全党全国各族人民的志气、骨气、底气,不信邪、不怕鬼、不怕压,坚决顶住国际上的霸权霸道霸凌行径。要敢于同各种错误作斗争。中国共产党追求的团结,是有原则的团结。在涉及旗帜、道路、方向等重大原则问题上,必须坚持真理、修正错误,勇于同各种错误言行作斗争,在斗争中巩固和增强团结。要敢于同各种困难作斗争。在百年变局和世纪疫情交织的复杂形势下,前进的道路不会一帆风顺,往往荆棘丛生、充满坎坷。惟其艰难,更显勇毅,要在团结奋斗中攻坚克难,知难而进、迎难而上,统筹发展和安全,全力战胜前进道路上各种困难和挑战,依靠顽强斗争打开事业发展新天地。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)