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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。

四川:民族文化在传承和创新中迸发新活力******

  中新网成都2月2日电 (祝欢 何芦恒)“这十多年来,我们不断地收集、整理藏羌传统文化元素。在这基础上,通过二次创作产出了一系列精美的藏羌织艺术作品,并通过版权授权的方式与众多国际品牌合作,让国内外的年轻人换一个角度看待传统文化,让这朵民族艺术之花,绽放在世界舞台。”近日,中国藏羌织绣大师杨华珍在接受采访时表示,虽已踏上国际舞台,但她的初心从未改变:振兴传统手工艺,推动中华优秀传统文化“走出去”,带动更多人靠传统技艺增收致富。

  据了解,藏羌织绣是“藏族编织、挑花刺绣”和“羌族刺绣”的合称,二者均入选国家级非物质文化遗产名录。作为“藏族编织、挑花刺绣”的代表性传承人,出生于四川省阿坝藏族羌族自治州的杨华珍常年致力于推动传统手工技艺传承创新。飞针走线间,一朵色彩艳丽的羌族茶花娇艳绽放在杨华珍指尖。

杨华珍在传承藏羌织绣技艺。 唐启浩 摄杨华珍在传承藏羌织绣技艺。 唐启浩 摄

  凭借一根绣花针和一腔热爱,在杨华珍的努力下,藏羌织绣的美逐渐被更多人所熟知。藏羌织绣传承人杨华珍的作品被外交部发言人华春莹推荐点赞;藏族画师拉孟的唐卡《红船精神》被中国民族博物馆收藏;凉山越西的彝族服饰亮相北京时装周秀场……近年来,四川民族手工业蓬勃发展。

  文化认同是最深层次的认同,是民族团结之根、民族和睦之魂。近年来,四川认真贯彻文化强国战略,扎实推进文化强省建设,积极支持民族地区文化事业繁荣发展,有形有感有效推动中华优秀传统文化创造性转化和创新性发展,不断夯实铸牢中华民族共同体意识的思想基础。

  作为多民族省份,四川民族文化绚丽多彩。在推进民族团结进步示范工程中,四川特别注重以促进各民族广泛交往交流交融为导向,建设弘扬、展示和发展民族文化的载体平台。2022年12月2日至9日,四川省第十六届少数民族传统体育运动会在凉山州西昌市举行,本届民族运动会以“五彩凉山共梦想,竞逐赛场一家亲”为主题,充分展示了四川省少数民族传统体育的特色魅力和竞技水平。

  四年一届的四川省少数民族艺术节也一直致力于全方位展示四川民族文化的博大精深和丰富多彩,以艺术为媒介,促进各民族文化互融互通。作为四川省第九届少数民族艺术节的一项重要活动,视觉艺术精品展于2022年9月30日与公众见面,这是一次民族艺术的大聚会、大展示、大交流和大检阅。

四川省第十六届少数民族传统体育运动会现场。 唐启浩 摄四川省第十六届少数民族传统体育运动会现场。 唐启浩 摄

  “《火塘》展现了彝族人对火塘的崇拜与眷恋,描绘了民族团结奋斗的历史画卷,道出了彝族人在追逐幸福生活的时代欢歌与感恩心声。”在彝族歌剧《火塘》里担任舞蹈演员的陈灵康曾参加过四川省少数民族艺术节。陈灵康认为,艺术节的演出能够促进各民族的交往交流交融,让各民族的文化在这个平台上相互借鉴交流碰撞。

  除了保护好、传承好民族文化及艺术,近年来,四川把各民族文化传承发展和创新交融纳入《建设文化强省中长期规划纲要》,推动藏羌彝文化产业走廊建设,打造出一批艺术精品力作,启动推进《中华民族交往交流交融史料汇编·四川卷》编纂工作。四川省博物院正在进行的少数民族文物图谱编纂工作,将更加生动展现拥有多彩民族文化的四川各民族大团结、大发展的时代风貌,有力推动形成全社会保护利用少数民族文物、传承发展中华优秀传统文化的良好局面,进一步增强中华文化认同和文化自信。

  “请教专家、查阅文献、联系收藏单位……我们尽可能多地找到少数民族的文化遗存,目前我们已经囊括到了四川地区的10多个少数民族的文物藏品。”四川省博物院典藏部主任彭代群表示,四川省博物院不断借助社会力量,共同推动《中国少数民族文物图谱·四川省卷》的编纂工作。

  在四川省博物院副院长谢丹看来,《中国少数民族文物图谱·四川省卷》的出版将真实展示历史上各民族交往交流交融及共同创造的多元一体灿烂辉煌的中华文明。

  多年来,四川高度重视民族文化保护与发展,民族传统文化在创造性转化与创新性发展中迸发新活力。未来,四川将坚持以铸牢中华民族共同体意识为主线,大力弘扬中华优秀传统文化,为“中华民族一家亲,同心共筑中国梦”凝聚起强大的精神力量。(完)

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