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。
《喜剧的喜聚》第二阶段1v1切磋火热进行 欢乐不停摆快乐不散场******
由中央广播电视总台推出的语言类综艺《喜剧的喜聚》精彩不断升级。在第二阶段聚会中,12组喜剧人将自由选择自己的对手进入1V1的切磋,分数高的一组喜剧人直接进入下一阶段聚会,剩下的6组则进入等待邀约席。继余钦南许吴彬率先进入下一阶段聚会后,本期节目中门门小见、张维威、马旭东、李丁郑健四组喜剧人带来了四组精彩十足的精品喜剧,从不同时间维度和表现形式上展现出喜剧的可能,让快乐不断升级。
自《喜剧的喜聚》播出以来,连续六周在节目播出期间登上微博综艺影响力榜TOP1,在相关话题阅读量近4亿,全网收获热搜热榜33个,覆盖用户超5亿人次。
作为2023年第一个与观众见面的喜剧综艺,《喜剧的喜聚》在奉献欢笑之余,还将关怀和温暖传进千家万户。基于张维威节目《老爸爱摇滚》,《喜剧的喜聚》在新年发起的#新年最想和爸妈说的话#微博互动活动登微博文娱榜top3,也获得了大量网友的参与,不少观众和网友也借着节目所提供的契机向父母表达爱意,送上2023年的祝福。节目播出后,网友点赞节目“这档央视的节目就像是从生活的土壤中开出来的‘正能量之花’,每一朵都让人感受到生活的美好!”
门门小见再现爱情方方面面 张维威演活摇滚老爸强势晋级
与第一阶段聚会不同,第二轮的聚会中喜剧人们将自行组队进行1v1切磋对决,由现场150位品笑员的预约值多少来决定直接入围人选。在第六期的节目中,率先登场的是门门小见团队和张维威团队。在第一阶段聚会中,门门小见就将视角对准了当下的年轻男女,《你好男友》中男友过于“浪漫”的行为,引发了众多女网友的共鸣和在线集体吐槽,并被不少女性观众看做是生活的神还原,其中的每句台词,都是他们的“嘴替”。而张维威团队则带来了《老爸被骗了》,从老年人遭遇电信诈骗的角度切入,展现老年人希望儿女能常回家看看的愿望,呼吁年轻人在忙于工作的同时,也要多回家陪陪父母,这一笑中带泪的呈现,也博得了不少观众的好感。
本周,门门小见带来的节目《你好礼物》则延续了他们对年轻人生活的关注,一段充满误会和爆笑的求婚勾起了一段从青涩到成熟的爱情回忆,其中的种种误解也让观众忍俊不禁。不少网友对《你好礼物》中展现出来的恋爱细节深有共鸣,纷纷在网上晒出自己的恋爱故事,有网友表示,《你好礼物》中女生的遭遇都和自己的亲身经历一模一样“感觉是把我队友气到我的事情重演了一遍”……不过,《你好礼物》中的恋爱青涩和甜蜜依然引发不少观众的好感,很多网友表示“被门门小见的演绎甜到了。”
张维威团队则继续了自己的“老爸”系列,但此次则将视角对准了热爱摇滚的老爸,以一个更具喜剧感的故事《老爸爱摇滚》,用一对斗智斗勇的父女视角,来讲述生活中人老心不老、抛弃年龄焦虑,努力追寻摇滚梦的老年人故事。相较于此前《老爸被骗了》的笑中带泪,《老爸爱摇滚》则更具诙谐生动的特质,一首首经典摇滚歌曲的再演绎也让故事有了更强的可看性。张维威表示在创作排练中自己的创意层出不穷,加入了很多适合自己节奏和表演方式的细节,才打造出了舞台上的《老爸爱摇滚》。最终,张维威团队获得了141预约值,击败了获得120预约值的门门小见,跻身下一轮聚会。
古代官场喜剧对决新派相声 李丁郑健有突破马旭东上阵爆笑全场
第二组的对决发生在马旭东和李丁郑健之间。在第一阶段聚会中,马旭东带来的《办卡办卡》以聚焦生活中平凡小人物的悲欢喜乐,引发了不少观众的共鸣。这一轮的表演他依然将主题锁定在了小人物的喜怒哀乐上,讲述了一个怕麻烦想要简单点却越忙越乱的爆笑故事。不同的是,这一次马旭东是以古代官场的外衣来讲述这个现代感十足的爆笑故事。当马旭东饰演的县令极力让事情简单点,但不知不觉让所有事情越来越复杂时,观众的笑声不绝于耳。
第一轮凭借《一“本”正经的反诈手册》引发全网热议的李丁郑健,这一轮的相声演出再出奇招。《走出舒适区》讲述了喜剧老将郑健努力帮助新人李丁走出舒适区的经历,但充满爆笑的演绎和各种流行文化、年轻人文化的引用,让不少年轻观众共感强烈,而其中李丁郑健对投影、互动等多个表现手法的使用,也让《走出舒适区》有了“新相声”的感觉。品笑员蔡明就对老将郑健能快速接受年轻人文化、调整自己表演方式的努力提出了褒奖,而《走出舒适区》的精彩甚至让特邀品笑员朱珠点评时“口误”不断,接连几次“你的节目让观众都走出舒适区”的发言甚至让李丁都跪倒在地,求朱珠撤回。最终,李丁郑健以130票胜出,马旭东以128两票之差遗憾进入等待预约席。
目前已经有四组喜剧人完成了自己在第二阶段的表演,还未进行比拼的两组喜剧人分别是:张霜剑VS肥龙,金霏陈曦VS陶亮。喜剧人的聚会仍在继续,下周他们将给我们带来怎样的惊喜?让我们一起拭目以待!