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。
中国国家发改委对话美国在华企业 回应三大关切******
(经济观察)中国国家发改委对话美国在华企业 回应三大关切
中新社北京11月2日电 题:中国国家发改委对话美国在华企业 回应三大关切
中新社记者 王恩博
中国国家发展和改革委员会1日在北京与美国在华跨国企业高层举行圆桌会。此次会议由国家发改委国际司、中国新闻社主办,中国新闻网承办,中国美国商会、美中贸易全国委员会及60余家美在华企业高级代表参会。
11月1日下午,以“聚焦二十大 共谋新发展”为主题的国家发展改革委与美在华跨国企业高层圆桌会在北京举行。对话之中,国家发改委相关司局负责人回应了美国企业对于最新版鼓励外商投资产业目录、服务“双碳”目标、中美关系等议题的多个关切。
鼓励外商投资有何新招?
中国官方最新发布的《鼓励外商投资产业目录(2022年版)》受到玛氏等企业关注。据国家发改委外资司副司长夏晴介绍,相比上一版,新版目录主要有三方面变化。
一是扩大了鼓励外商投资的范围。新版目录总条目1474条,较上一版本净增加239条,增幅达19.4%,增加条目近年来最多。这充分表明中国鼓励外商投资的态度是明确的,扩大对外开放的决心是坚定的。
二是加大了重点行业领域的引资政策力度。此次目录修订加大了对先进制造业、现代服务业、高新技术、节能环保等行业领域鼓励外商投资的政策力度,推动优化外商投资产业结构,进一步提高利用外资质量。“许多外资企业在上述这些领域是具有优势的”,夏晴说,新版目录的出台为这些企业实现更好发展提供了重要机遇。
三是加大了中西部和东北地区的引资政策力度。此次目录修订根据中西部和东北地区等省份的比较优势制定更加具有针对性的鼓励政策,加大了对基础制造、民生消费等领域的支持力度,有利于外资企业利用当地劳动力和特色资源优势实现更好发展。
如何把握“双碳”机遇?
跨国企业如何参与中国碳达峰碳中和进程,是康菲石油等企业的关切。“我们欢迎和支持外资企业积极投身到中国实现‘双碳’目标的过程中来”,国家发改委环资司副司长赵鹏高细数中国经济社会发展全面绿色低碳转型带来的机遇。
低碳、零碳、负碳技术交流合作是其一。特别是要聚焦可再生能源开发、核能、节能、氢能、储备能源、二氧化碳利用与封存、工业领域低碳工艺革新和数字化转型等重点领域,加强技术交流互鉴,共同为全球绿色低碳发展提供动力。
开展绿色低碳贸易与投资合作亦是重点。赵鹏高说,中国支持外资企业在新能源、节能环保、生态环境、绿色服务等领域加大在华投资力度,扩大节能环保产品和服务进出口规模,有关企业也将享受节能、节水、环境保护、税收优惠政策等既有政策,“我们对外资企业一视同仁”。
他同时提及,中国承诺大力支持发展中国家能源绿色低碳发展,中外企业具有广阔合作空间和巨大合作潜力,希望跨国公司发挥自身优势,与中国企业携手开展第三方市场合作,实现合作共赢。
怎样坚定在华发展信心?
“在中国高质量发展进程中,外资是何定位?如何坚定外资在华发展信心?”施耐德电气提出的问题,也是众多在华美国企业的关切。
“美在华企业既是国际大循环的重要参与者,也是推动中国国内大循环的重要力量。”国家发改委国际司副司长高健表示,美在华企业踊跃报名此次圆桌会,60余家美重点在华企业代表第一时间积极反馈,参与热情极高,这也从侧面反映出美企对于中国市场的重视程度。
根据中国海关数据,今年1至9月,中美贸易额达5803.97亿美元,同比增长6.9%;美对华投资保持稳定,对华投资额达18.6亿美元,同比增长1.3%。
高健指出,中国拥有全球最大的市场,能够为外资企业带来广阔的机遇和合作空间。希望美在华企业保持对中国市场的信心,在“变局”中培育新的战略机遇,充分把握潜在投资机会,探索更多投资合作领域,支持和促进更多技术创新及其在华应用推广,为促进中美经济合作走深走实、中美关系更好向前发展贡献积极力量。(完)
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