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彩神平台2023-08-15

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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。

沉浸“二次元消费”怎么破?******

孙鸿松

  谈到青春期沉浸在“二次元消费”中的孩子,国家二级心理咨询师、黄埔区心灵家园服务中心理事长孙鸿松体会很深。自2015年发起成立心灵家园“小船长俱乐部”以来,他的日常工作便是围着孩子们转。“来找我的青春期孩子家长很多,反映这种沉浸‘二次元世界’、消费漫画周边,不愿与家人交流的也非常多,更有不少孩子被定义为‘抑郁症’‘双向情感障碍’,家长为此愁得不行。这些情况可以说很普遍,也可以说‘心理综合治理’到了刻不容缓的地步。”

  文、图/广州日报全媒体记者 冯秋瑜

  “我们小时候信息来源相对单一,但现在的孩子能接触到的信息非常丰富,对他们的影响肯定是多元的,这些势必会对孩子正确价值观的形成产生影响。”孙鸿松认为,对于漫画、网络游戏等营建出来的所谓“二次元世界”,有一定的涉猎和喜爱并非坏事。

  “这个问题值得家长认真想一想:为什么这些动漫能让孩子主动走近,而自己想亲近孩子却有距离?是否孩子在心里将家长放在了对立面?孩子的成长有两次‘自由’的时期,一次是学会走路,可以自由支配自己的身体,一次就是青春期,慢慢建立着自己的思想、人生观和对自我的探索、认知。如果与父母的关系长期处在对立状态,会造成抵触、排斥甚至破裂,这种情况下,环境中其他的思想文化就更容易占据甚至侵蚀他们的心灵,因此,父母首先要做的就是不要一味地批评而造成对立。” 孙鸿松说。

  “现在的学习途径其实多种多样,如果孩子不适应眼下的教育方式,为什么不能允许她找到适合她自己的路呢?”从多年与孩子们平等对话、修复心灵的经历中孙鸿松认为,家长莫要一味要求孩子“考重点高中”“考重点大学”,“如果能达成这样的认知,就是我们对孩子过于沉浸‘二次元世界’问题进行心理综合治理中最为关键的一步。”

  “如果孩子能从漫画、网游或周边产品的享受中找到心灵的出口,其实不是坏事,重要的是父母能如何正确引导。为什么漫画和‘二次元’能走近孩子呢?因为那里面抽离了许多价值判断,不像现实世界带给孩子的压力。然而虚拟的世界毕竟有其问题,因此父母还是要尽可能多创建一些生活化、趣味性的社交活动,让孩子可以从中感受到现实空间的温度。”

  像今年大年初一,孙鸿松就带儿子去了花都千年古村塱头,和小伙伴们组织了一个舞狮队伍。“在这种活动中,孩子可以感受到团队协作,也有真实的交流,气氛非常好。”他还告诉记者,自己曾要求子女带着他一起参加cosplay活动。“孩子们起初很诧异,我真诚地说‘带老爸去长长见识,我给你们当司机’,他们就带我去了。我去了当然也不懂什么,但我不拒绝、不批评,就观察他们在做什么,但亲子间的气氛无形中就改变了。爱和尊重是父母一定要坚持做到的重要元素,坚持下去就一定能找到和孩子共同成长的方向。”

  谈及青少年的压岁钱消费,孙鸿松表示:“当下物质富裕了,更应培养孩子们的理财观念,引导其合理消费,树立对自己和家庭的责任、奉献意识,也可以引导孩子用压岁钱来帮助有需要的人。”

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