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。
中新社的归侨们******
何耕新
中新社成立60年了。我想撰文纪念,问老伴写什么内容?老伴儿不假思索地答道:“你就写中新社的归侨吧!”
与中新社的一段缘分
我来中新社工作之前,曾经与中新社有过一段缘分。1952年夏,我已经参加北京高校统一招生考试,正在等待发榜。根据考后即时公布的各科考题答案,我有把握被录取。有一天,北京归国华侨学生补习学校冯教务长通知我:“你到王大人胡同中侨委找王明爱同志,他有事跟你谈。”我遵嘱从西郊燕园乘公共汽车进城,找到中侨委。王明爱是菲律宾归侨,当时在中侨委文教司任职,参与中新社筹建工作。他见到我,开门见山地说:“中侨委正在筹建一个新闻机构,你在印尼喜欢写文章,愿意不愿意来工作?”我答道:“我回国的唯一目的是考大学。我有把握被录取,等我毕业后再说吧!”
在北京大学中文系新闻专业就读4年期间,中新社曾经两次与我打交道。一次是中侨委在中南海召开全国侨务工作会议,中新社给我送来记者证。一天上午,我持证走进中南海,聆听何香凝主任作报告。另一次是中新社派金家环到北大找我,向我约稿。
1956年夏,毕业前夕。北大中文系新闻专业罗列主任向我和同班的泰国归侨罗斌透露:“你俩分配到中新社工作。”事后,我才知道,罗列和中新社领导吴江是老战友。
我认识的上海复旦大学新闻系印尼归侨白国良,一年后也分派到中新社上海分社工作。
处处闪动归侨身影
我上班后,深深感受到:中新社从传达室到人事处,从采编部门到印刷厂,处处闪动归侨的身影,耳边不时响起带华侨腔的国语。中新社领导分我在广播部工作。当时,广播部设在宣武门新华社总社大院工字楼里,门口挂着“华侨广播部”的牌子,遇到外宾来访时,即将牌子取下,以免给外宾留下“中新社是官办的”口实。
我与泰国归侨郑伯涛,印尼归侨肖勰、王鹤寿同住一间集体宿舍,与菲律宾归侨黄素心大姐同在侨乡组,其他编辑组也有不少归侨,如越南归侨张式、黄艾华。我还听说印度归侨刘国勇在北大东语系印地语专业念二年级时,奉调到中新社广播部工作,令我钦佩。
说话带有浓重粤腔的越南归侨周毅之,吸引了我的注意力。这不仅因为周的妻子傅冬是傅作义之女,当年为北平和平解放立功,而且她还是《人民日报》记者,他俩堪称“夫妻记者”。周毅之早年回国,先在新华社工作,以后调到中新社广播部。上世纪50年代,荣毅仁邀请新加坡工商界知名人士访华,周毅之采写了不同于“新华体”的系列稿件,被海外侨报广泛刊载,在新华社大院里也传为美谈。可惜广播部1957年搬到北新桥时,周毅之没有跟着过来。
然而,我在北新桥中新社大楼里,遇见更多归侨。经过我社在广渠门举办的新闻班两年培训的印尼归侨陈刚、何浪都分配在广播部工作。
在专稿部,我遇见曾经在巴城中学教过书的印尼归侨尤文贤和担任过巴中学生会主席的校友张瑞元。
在北新桥附近的马道胡同里,中新社印刷厂绝大部分职工,从厂长到工人,从铸字、排字到校对、印刷、装订,百分之九十以上是归侨,并且绝大部分是泰国归侨。他们原是曼谷华文报纸《全民报》的员工,1951年该报被反共反华的銮披汶政府封闭后,举家回国,安排在中新社印制《中国新闻》。可以说,印刷厂是中新社归侨最集中的部门。
领导视归侨为“社宝”
我社归侨绝大部分是上世纪五六十年代来社工作的,调查资料显示,1952年至1966年“文革”前,总社员工223人,其中归侨160人,占员工总数的72%。他们来自印尼、马来亚、新加坡、泰国、日本、越南、缅甸、菲律宾、印度、毛里求斯、美国。
记得张帆副社长兼总编辑在全社大会上讲话时,称我社归侨为“社宝”,表示要充分发挥他们的独特优势,精心培养他们,大胆使用他们。
中新社第一任驻外(日本东京)记者是日本归侨李国仁,随后又由另一位日本归侨杨国光继任。杨国光为两位台湾记者首访大陆起了穿针引线的作用。
1963年,中新社首次派出记者团,由张帆同志率领,赴雅加达采访第一届新兴力量运动会。我社5名记者中,白国良、何耕新、张茂新均系印尼归侨,外办干部、菲律宾归侨王澄枢,受廖公委派,以中新社记者名义,在菲律宾运动员和体育官员中开展工作。当时,中菲尚未建交。白国良采写的雅加达茂物公路自行车比赛特写,既报道比赛过程,又穿插沿途热带风光的描写。时任新华社雅加达分社的沈定一称赞“这篇稿写得很有特色”。
上世纪60年代,中新社有两个专业机构——日本组和印尼组,清一色由归侨组成。
当时,中国与日本尚未建交。遵照廖公的指示,中新社组建清一色由日本归侨组成的“日本组”,他们每天抄收日本电台的日语广播,翻译成中文,出版《日本广播参考资料》,送外办和有关部门参阅。
1959 年, 印尼颁布《第9 号总统法令》,禁止华侨在县以下地区经商和居住,随即掀起对华侨实行逼迁的排华逆流。为了及时掌握印尼排华动向,中新社专门组建了一个“印尼组”,每天抄收印尼电台的印尼语广播,翻译成中文,出版活页资料,送中侨委及有关部门参阅。该“印尼组”由4位印尼归侨——林惠香、林必达、李顺辉、李兴业组成。
我作为一名归侨,相对而言,比较了解我社归侨,其中许多已经辞世,特以《中新社的归侨们》为题撰写本文,算是对我社归侨们的怀念吧!
(历史资料)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)