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。
【魅力“e”乌镇】创新力拉满！一大波“黑科技”亮相“互联网之光”博览会******
11月8日，作为2022年世界互联网大会乌镇峰会的重要组成部分，“互联网之光”博览会如约而至。移动充电桩、眼动输入仪、碳钎维电动自行车……博览会开展3天来，众多互联网“黑科技”吸引着观众一睹为快。据了解，本次博览会有来自40个国家和地区的400余家中外企业和机构以线下线上结合的方式参展，74家企业发布新技术、新产品及理论成果；同时，首次推出365天不落幕的“互联网之光云展厅”品牌，围绕数字共富、数字双碳、数字健康、数字出行、产业数字化、卫星互联网、网络空间治理等7大主题，以3D、2D相结合作展出。此次博览会线下展览将持续至11日，一起来看看令人目不暇接的“黑科技”！
摩菱智能移动充电桩将新能源汽车快速充电技术与自动驾驶系统结合，可提供灵活、可移动的电动汽车充电服务，缓解社区充电网络不完善、充电桩资源紧张。（光明网记者 潘迪摄/光明图片）
爱普生工业AR眼镜采用硅基OLED纳米级别显示屏，形成120寸AR（增强现实）成像，搭配头戴式设计，使工人在长时间佩戴下保持舒适。工业AR眼镜能够在工厂生产中的产品检修环节，通过实时AR连线，请维修专家远程指导抢修，帮助工业企业降本增效。（光明网记者 潘迪摄/光明图片）
“之江天目”异构智能计算机是为之江实验室研发的全球首台基于开放计算规范的千卡规模液冷智能计算机，该计算机可支撑超千亿参数巨量模型的高效、并行训练。（光明网记者 潘迪摄/光明图片）
中国电科AOE空气消毒机采用活性复合粒子发生技术，主动释放出无毒无害的“活性复合粒子”，主动捕获病毒、细菌和真菌并破坏其化学结构，有效切断病菌传播途径。（光明网记者 赵金悦摄/光明图片）
“飞艇无人机”由桐乡市乌镇鹰航科技有限公司自主研发，通过创新地将飞艇技术和无人机技术相结合，让其既能在空中保持足够的机动能力，又能长时间空中作业。该产品可广泛应用于直播拍摄、巡查测绘、应急通讯等场景。（光明网记者 赵金悦摄/光明图片）
国家电网展示的“水下电缆巡检机器人”主要用于湖泊、河流等水域水下电缆故障巡视和定位查找工作，最大潜入深度可达150米。借助其水下泛光面积大、回传视频清晰、巡检速度快等技术优点，其应用能够大幅提升水下电缆例行巡视维护和故障快速查找及处理效率。（光明网记者 赵金悦摄/光明图片）
这款来自腾讯公司的眼动输入仪吸引了不少人关注。该仪器可精准捕捉残障人士眼球滚动实现打字功能，帮助提升打字效率一倍以上。（光明记者 赵金悦摄/光明图片）
Vivo展出的全场景开放式手车互联组件，可以实现手机与车机间“一键秒传”文件、图片或视频，同时，导航、音乐、通知、日程等功能也可在两者间无缝跨端流转，让手机与汽车在安全、智能的驾驶体验中便捷配合。（光明记者 赵金悦摄/光明图片）
与普通的拍照打卡不同，观众可在展会上的XR元宇宙体验区佩戴MR眼镜，在未来与过去、乌镇水乡与宇宙空间之间自由“穿越”。这项技术基于元宇宙概念，打造5G云XR空间计算平台，通过云AR技术来连接“虚”与“实”。（光明记者 赵金悦摄/光明图片）
这辆智能电动自行车车架均由碳钎维制造，周身仅重15kg，能单手拎起，目前为同类产品中最轻。该产品拥有LED点阵屏、指纹解锁、智能识别声控指令等功能。借助一枚智能传感器实现骑行“千人千面”，为骑行者带来身轻如燕的骑行体验。（光明记者 赵金悦摄/光明图片）
策划：李政葳
摄影：潘迪 赵金悦
文字：孔繁鑫 邱晓琴
（文图：赵筱尘 巫邓炎）
时间与空间的联系何时能成为人类直觉的一部分？
中国品牌拿下印度手机市场66%份额 自拍相机受欢迎
)
三分快三地图