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。
第十届北京惠民文化消费季带动消费金额近120亿元******
图为北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式。主办方供图
中新网北京1月11日电(徐婧)11日,北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式在京举办。记者获悉,去年7月至10月,第十届北京惠民文化消费季累计举办活动27.84万场,累计消费人次5.25亿人,带动消费金额近120亿元,在引导文化消费升级、促进消费产业双向提振等方面交出亮眼成绩单。
文化消费新业态丰富市民体验
北京惠民文化消费季是北京在文化领域以首都特色、首善标准的开创性之举与创新性实践,自2013年创办以来已成功举办十届。活动成为文化新产品新服务的交易展示平台,在推动文化消费转型升级、助力文化产业提质增效方面发挥着重要作用,成为国内促进文旅消费和文化产业发展的现象级项目范例。
北京市委宣传部副部长张劲林在致辞中表示,文化科技深度融合激发文化消费新动能。过去三年新冠疫情对线下文化消费产生了巨大的影响,同时也催生了众多的文化消费新业态,云演出、云直播不断涌现,5G+8K等技术的应用为市民文化消费提供了更多体验。
他谈到,北京拥有两千余家实体书店、97家市级文化产业园区,也拥有一批具有强大影响力的文化消费品牌活动。这些既为市民文化消费提供了丰富的供给,也为文化产业高质量发展提供了支撑。未来,北京将立足四个中心功能定位,发挥全国文化中心示范引领作用,将北京文化消费与推动经济社会发展结合起来、与增进民众文化福祉结合起来。整合多方资源,开创文化消费提质增效新局面。
文化消费季十年累计消费人次9.8亿
会上,北京市国有文化资产管理中心党委书记、主任刘绍坚发布北京惠民文化消费季十周年报告,展现北京惠民文化消费季在十年以恒中成为服务全国文化中心的生动实践。
报告显示,十年来,文化消费季累计消费人次9.8亿,累计消费金额超1100亿元,累计实现惠民金额48亿元。参与企业数量从早期的百余家增长至600余家,活动时间从首届的一个半月延长至4个月,活动数量从最初的2万余场增长到27万余场,活动板块从首届九大专项精品活动,拓展至第十届六大特色板块二十余项主体活动,活动体系愈发完善、活动内容愈发丰富、活动质量稳步提升。
图为北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式。主办方供图
十年间,文化消费季通过创新培育“北京文化消费品牌周”“北京文化消费品牌榜”等自主品牌活动,吸引北京动漫游戏嘉年华、北京时装周、北京国际图书博览会等品牌活动参与其中,深化拓展津冀两地及外省市的文化消费市场,有效强化全国文化中心示范引领作用。
601家企业参与本届文化消费季
会上发布的2022年北京文化消费报告暨第十届北京惠民文化消费季总结指出,2022年前三季度,全市人均教育文化娱乐支出2260元,同比下降2.6%。第三季度,电影、演出、图书、文化艺术等重点领域消费金额几乎均翻倍增长,消费拉动作用明显。
本届北京惠民文化消费季亮点颇多,在惠民助企、服务首都经济社会发展等方面取得积极成效。据统计,本届文化消费季共有601家企业参与,开展文化活动27.84万场次,较上届增加20万余场,文化供给水平大幅提升;活动内容涵盖文创、演艺、图书、旅游、艺术等多领域,覆盖亲子互动、商务休闲、沉浸体验等多类别,可以满足不同层次的消费者需求。
作为全市助企纾困、促进消费加快恢复的具体措施之一,2022年度北京文化消费促进行动着眼文化惠民、消费提质,采取事前申报承诺、事后评价支持的方式顺利开展。共有195家市场主体纳入促进行动合作单位名单,最终政策支持的市场主体81家。在第十届文化消费季期间通过打折、满减、满赠等形式开展惠民让利活动,吸引广大市民参与文化消费,带动文化消费近19亿元,惠民让利达2亿元,取得了良好的社会效益和经济效益。
54个品牌登上年度文化消费榜单
会上,2022年度北京文化消费品牌榜同步揭晓。本届品牌榜围绕近年来文化产业、文化消费领域的变革、创新及成果成效,全面重塑文化消费品牌榜榜单体系和评价体系,在重点文化领域根据不同类目设置榜单,加大客观数据权重,注重成果转化落地,共推出年度文化消费影响力金榜、年度文化消费创新力金榜、年度文化消费发展力金榜、年度文化消费示范力金榜、年度文化消费贡献力金榜五项常规榜单以及年度文化消费特别榜。
品牌榜征集评选工作历时三个月,通过公开征集、行业推荐和大数据抓取三种途径,累计征集452个品牌,30万余人次参与投票,经过客观数据筛选、推委会评选、公众投票、路演评审、综合评审等评选环节,最终大型纪实性史诗木偶剧《大象来了》、丝绸之路上的敦煌--数字敦煌展、《2022爱乐汇文化品质演出季》、美后肆时景山市民文化中心、北京图书大厦、北京人民艺术剧院、2022北京冬奥会吉祥物冰墩墩、舞蹈诗剧《只此青绿》、电视剧《人世间》等54个品牌荣登年度榜单。
未来,北京惠民文化消费季将强化理论创新、内容创新和服务创新,积极探索文化新业态、新场景、新模式,不断提升文化消费季的举办水平,为首都文化产业高质量发展提供强大动力。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)