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。
从习近平眼中“最大的人权”,读懂当代中国的人权观******
(近观中国)从习近平眼中“最大的人权”,读懂当代中国的人权观
中新社北京10月9日电 (记者 梁晓辉)在今年联合国大会期间,一场联合国人权理事会关于中国人权观的主题边会引发外界关注。名为“以人民为中心:当代中国人权观的价值遵循”的这场研讨会,再次将中国的人权观带入世界聚光灯下。
“人民幸福生活是最大的人权。”中国最高领导人习近平的这句话,是中国人权观中为人熟知的论述之一,被认为是“以人民为中心”当代中国人权观的集中体现。
中共十八大以来,习近平围绕尊重和保障人权发表一系列重要论述,形塑着当代中国的人权观。外界注意到,“人民”是习近平在论述人权时的高频词,如他在谈及人权普惠性时指出“人权不是一部分人或少数人享有的特权,而是广大人民群众享有的普惠性人权”,谈及人权主体性时表示“让人民成为人权事业发展的主要参与者、促进者、受益者”……
中国社会科学院法学研究所研究员贺海仁认为,当代中国的人权观与中国共产党的初心紧密相连。用最大人权观表达集中力量办大事的中国国家制度、深入践行小康社会工程和从容应对人类重大危机,充分展示出中国共产党治国理政的权利实践和权利方法。
为中国人民谋幸福是中国共产党人始终不渝的初心。十八大以来,中国共产党从解决人民生活中的具体问题入手,将“以人民为中心”的人权观贯穿政策制定的全过程,落脚于提升民众的幸福感、获得感。
着眼于“人民幸福生活”这一最大的人权,中国建成了世界上规模最大的教育体系、社会保障体系、医疗卫生体系,改善人民生活环境质量;着眼于消除“贫穷”这一实现人权的最大障碍,中国全面建成小康社会,历史性地解决了绝对贫困问题;在新冠肺炎疫情威胁生存权、发展权等首要的基本人权时,中国全力应对,最大限度保护了人民生命安全和身体健康……
“全面建成小康社会、妥善应对人类重大危机,从中都能看到‘以人民为中心’中国人权观所发挥的作用。”贺海仁说。
“发展人权是全人类共同的事业。人权保障没有最好,只有更好。”十年间,中国人权事业取得长足进展,在不断解决自身存在问题的同时,也更注重积极参与全球人权治理,为世界提供助益。
习近平曾强调,“德之所在,天下归之”,“义之所在,天下赴之”。我们要弘扬全人类共同价值,坚持平等互信、包容互鉴、合作共赢、共同发展的理念,推动全球人权治理朝着更加公平、公正、合理、包容的方向发展。
中国是联合国安理会常任理事国、现任的人权理事会成员国。中国关于人权领域的国际交流与合作、全球人权治理的立场和主张,与中国的人权实践紧密相关,外界将其视为当代中国人权观的有机组成部分。
作为世界上唯一持续制定和实施四期国家人权行动计划的主要大国,近十年,中国展现出更加积极有为的全球人权治理姿态,既参与具体的人权事务,也通过对外援助、抗疫合作、减贫合作等助力他国改善民生,更通过提出“一带一路”倡议、构建人类命运共同体理念等,致力于“兼济天下”“天下大同”。
回顾这十年中国参与全球人权治理的成效,南开大学人权研究中心主任常健尤其关注到中国人权观给世界带来的启迪。
当今世界,人权话语权被少数国家所垄断,其概念遭到任意解释和滥用,有时充当政治武器,有时又成“双标”借口。在此背景下,当代中国的人权观强调,人权不是装饰品,不是用来做摆设的;人权是历史的、具体的、现实的,不能脱离不同国家的社会政治条件和历史文化传统空谈人权。
习近平鲜明指出,“评价一个国家是否有人权,不能以别的国家的标准来衡量,更不能搞双重标准”。
常健认为,中国推崇的是一种平等、开放、包容的多元人权观,在世界人权认知中起到了“正本清源”的作用,也有助于将人权议题从对立和对抗中解放出来,同时更给那些想探索本国人权发展模式的国家带去启迪。
有评论认为,中国所秉持的人权观,也与中国在民主和现代化上的认知同步:“实现民主有多种方式,不可能千篇一律。”“现代化道路并没有固定模式,适合自己的才是最好的,不能削足适履。”基于此,中国近些年提出“全过程人民民主”“中国式现代化道路”,成为在民主和现代化道路上不断积累和探索出的成果。
而当代中国的人权观,亦是中国在人权领域不断探索和积累的成果。“从中国自身看,它行之有效,从世界看,它带来了启迪。”常健说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)