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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。
支招河南建设农业强省 代表委员出“金点子”******
中新网郑州1月16日电 (杨大勇 李超庆 阚力)大力支持建设“中原农谷”、推进高标准农田管理相关条例制定、推动“中国药谷”建设……正在召开的河南两会上，多名河南省人大代表、政协委员出“金点子”，支招河南建设农业强省。
图为河南省政协委员分组讨论现场。 记者 阚力 摄今年河南省政府工作报告提出，2023年将加快建设农业强省，扎实推进乡村振兴。力争到2025年建成1500万亩高标准农田示范区，粮食产能达到1400亿斤。扎实推进科技强农。整合农业科技力量，支持神农种业实验室争创国家实验室基地，开展核心种源等15项核心技术协同攻关，组建河南种业集团。高标准建设“中原农谷”、周口国家农高区，推进国家小麦技术创新中心、中国农科院中原研究中心等项目建设，打造现代农业科技创新高地。
在正召开的河南两会上，农业强省也成为众多人大代表、政协委员聚集热议的话题。许多人大代表、政协委员结合河南省政府工作报告提出议案和建议，支招河南建设农业强省。
“‘中原农谷’建设是引领建设河南现代农业强省的重要载体。”河南省政协委员周勇介绍，大力支持“中原农谷”建设，河南省科技厅、河南省农业农村厅要加大省内涉农科创资源整合力度，鼓励研发平台和科研机构加速向“中原农谷”核心区集聚，尽快形成科研集聚中心，推动关键技术和新品选育实现重大突破。同时，应尽快出台支持“中原农谷”建设的具体政策和措施，最大限度在项目、资金和政策方面向“中原农谷”汇聚。
多年前，河南工业大学提出在郑州打造全球粮食科技创新高地——“中国粮谷”的构想。在今年河南两会上，也有河南省政协委员建议，“中国粮谷”依托郑州，大力度投入，尽早实施，打造中国乃至世界知名的产学研创投一体的世界一流粮食全链条基地。郑州市政府与河南工业大学有基础、有条件、有能力、有责任通过推动“中国粮谷”建设，实现在“共生、共兴”方面的更大突破。
被誉为“中国治土人”的河南省人大代表党永富接受中新网记者采访时介绍，河南实施农业强省建设，要有两大技术，一是种子技术“芯片”，二是土壤生物技术“芯片”，作为土壤污染治理工作者，有信心和能力推动河南农业强省建设。
姚新领是来自河南驻马店遂平县的种粮大户，他关注到了今年河南省政府工作报告中提及的“加快建设农业强省、加大高标准农田建设”等内容。
“建高标准农田，不是建‘花盆’，要建立高标准农田管理机制，真正能让高标准良田多打粮、打好粮。”姚新领介绍，各级政府部门要提前谋划，制定高标准农田管理相关条例，从生产资料的投入、农业设施的投入、农田设施管理和维护等方面入手，真正让高标准农田多产粮、产好粮。
谈及高标准农田建设，河南省人大代表潘道荣建议，出台支持政策，重点鼓励相关金融部门，围绕高标准农田建设创新金融产品，积极参与高标准农田建设，金融部门可以直接与国有控股的农业公司建立信贷关系，做到债权、债务主体明确，偿还计划和还款责任明确，有效防止金融风险。
目前，河南省驻马店正大力推动“中国药谷”建设，着力打造国内一流新型医药产业基地，一些企业入选农业产业化省重点龙头企业，基地产品远销欧洲、东南亚等20多个国家和地区。
对此，河南省政协委员陈锋建议，把驻马店“中国药谷”建设纳入河南全省产业发展规划，加快自主创新体系建设，大力发展原料药及成品药、普惠养老、中医药等六大产业。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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