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。
“乙类乙管”后多国欢迎中国游客,入境这些国家需注意******
根据《关于对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”的总体方案》,1月8日起,中国正式取消入境核酸检测和集中隔离,取消“五个一”及客座率限制等国际客运航班数量管控措施。
“乙类乙管”正式实施以来,出入境人员数量有何变化?哪些国家对中国出发人员采取入境限制措施?
1月8日起,这些来华政策实施
1月8日起,中国对新冠病毒感染实施“乙类乙管”。根据规定:
来华人员在行前48小时进行核酸检测,结果阴性者可来华,无需向我驻外使领馆申请健康码,将结果填入海关健康申明卡。如呈阳性,相关人员应在转阴后再来华。
取消入境后全员核酸检测和集中隔离。
健康申报正常且海关口岸常规检疫无异常者,可放行进入社会面。
取消“五个一”及客座率限制等国际客运航班数量管控措施。各航司继续做好机上防疫,乘客乘机时须佩戴口罩。
进一步优化复工复产、商务、留学、探亲、团聚等外籍人士来华安排,提供相应签证便利。
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“乙类乙管”正式实施后
出入境人员数量有何变化?
1月13日,国务院联防联控机制召开新闻发布会,国家移民管理局边防检查管理司司长刘海涛介绍,新型冠状病毒感染“乙类乙管”总体方案对优化中外人员往来作出了安排,国家移民管理局也对此研究制定了优化移民管理政策措施。从1月8日实施以来监测情况看,出入境人员数量呈稳步增长、有序恢复态势:
1月8日至12日,全国移民管理机构日均检查出入境人员49万人次,较“乙类乙管”政策措施实施前上升48.9%,是2019年同期的26.2%。
海港、陆路、空港口岸日均出入境人员分别为2.1万、42.4万、4.5万,较实施前各上升13%、53.3%、33.2%,为2019年同期的36.4%、30.1%、11%。空港口岸上海浦东国际机场客流最多,日均1.1万人次,陆路口岸深圳福田增幅最大,日均2.1万人次。
日均入境25万人次,较实施前上升54.7%,日均出境24万人次,较实施前上升43.3%。
刘海涛介绍,1月8日以来,内地居民申办出入境证件人数共135.1万,较政策实施前增长129.4%。其中普通护照申请35.3万人,较政策实施前增长89.8%;往来港澳台证件签注申请99.8万人,较政策实施前增长147.6%。
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多国出台欢迎中国游客的举措
在1月11日举行的例行记者会上,中国外交部发言人汪文斌表示,中方发布新冠病毒感染乙类乙管总体方案和中外人员往来暂行措施之后,许多国家表示热烈欢迎中国游客到访,不会对来自中国的旅客采取入境限制措施。汪文斌指出,友善自然会让中国游客感受到温暖和欢乐、宾至如归,成为他们选择出境旅游目的地的重要因素之一。中方也会为游客前往这些国家旅游提供更多便利,增加中国往返上述国家的直航航班数量。我们也会提醒他们,做好行前自我健康管理和监测,确保健康出行,平安出行。
泰国副总理等一众官员到机场迎接中国游客的新闻,近日备受舆论关注。当地时间1月9日,泰国卫生部、旅游与体育部、交通部联合在素万那普国际机场举行仪式,欢迎中国出入境政策调整后首个赴泰航班的旅客。该航班来自厦门,共搭载269名中国乘客。泰国副总理兼卫生部长阿努廷、旅游与体育部长皮帕、交通部长萨沙扬亲自到飞机廊桥出口处迎接中国旅客,并为他们献上鲜花和纪念品。
印度尼西亚旅游和创意经济部长桑迪亚加·乌诺隔空“喊话”,印尼“已为中国游客准备好红毯”。当地旅游业协会和从业者也热情期待着中国朋友的到来。
马尔代夫外交部官方网站和推特发表声明,欢迎中国调整出入境措施,热切期盼中国游客尽早来马旅游。
柬埔寨首相洪森提出希望今年接待200万人次的中国游客,洪森强调,柬埔寨不会对华采取入境防疫限制措施,欢迎中国游客来柬旅游。
南非卫生部长日前表示,没有必要对包括中国在内的任何国家施加旅行限制。南非专家在接受采访时表示,欢迎中国民众赴南非旅游。
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部分国家或地区对中国出发人员采取入境限制措施
近期一些国家对中国采取了一些入境限制措施,1月13日,在国务院联防联控机制召开的新闻发布会上,国家移民管理局边防检查管理司司长刘海涛表示,近期,部分国家对我国入境旅客采取了防疫管理出入境限制措施,包括要求提供行前核酸检测阴性证明、阳性人员实行入境后集中隔离、限制入境等。我们提醒广大出入境人员,提前了解相关国家入境政策,合理选择安排出行国别、时间,防止造成出行不便,避免不必要的损失。
1月10日,中国外交部发言人汪文斌表示,中方发布新冠病毒感染“乙类乙管”总体方案和中外人员往来暂行措施之后,多国表态予以欢迎,但也有少数国家宣布对来自中国的旅客采取入境限制措施。对此中方以最大诚意,本着实事求是的态度,与有关国家进行了充分沟通,详细介绍中方优化调整防疫措施的科学性、合理性和中国当前的国内疫情形势。但令人遗憾的是,少数国家罔顾科学事实和本国疫情实际,仍执意针对中国采取歧视性入境限制措施,对此中方坚决反对,并采取对等措施。
针对近期少数国家对中国公民实施歧视性入境限制措施,国家移民管理机构自1月11日起,对韩国、日本公民暂停签发口岸签证,暂停韩国、日本公民来华实行72/144小时过境免签政策。