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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。
东西问丨旅比科学家宋志伟：为何越是在当下，越要加强国际科技交流合作？******
中新社布鲁塞尔1月31日电 题：旅比科学家宋志伟：为何越是在当下，越要加强国际科技交流合作？
中新社记者 德永健
以国际科技交流合作“推手”形容宋志伟并不为过。作为计算机专家，宋志伟旅居比利时已有37载，现任IBM(美国国际商用机器公司)合伙人，统领IBM在荷兰、比利时、卢森堡三国的软件测试业务，是这家跨国巨头在欧洲地区为数不多的华人总监。
繁忙工作之余，宋志伟致力于推动国际科技交流合作。2022年11月，在宋志伟的组织下，2022世界青年科学家峰会在比利时首都布鲁塞尔举办欧洲专场活动，来自17个国家的150余名专家学者、青年科学家代表等齐聚一堂，分享在生命健康、数字经济、新能源等领域的前沿进展，激励青年科学家创新创业。
自2019年由中国科学技术协会和浙江省人民政府发起，这是世界青年科学家峰会首度“登陆”欧洲。宋志伟坦言，此次欧洲专场活动无论是会议规模还是嘉宾规格都超出预期，活动发出的《联合行动倡议》亦得到积极响应，会场涌动的“热情”让他感到“越是在当下，越要加强国际科技交流合作”。
近日，中新社“东西问”专访宋志伟，探讨相关话题。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：世界青年科学家峰会欧洲专场活动不仅成功举办，而且超出预期，背后的原因是什么？
宋志伟：这说明人们都关心国际科技交流合作，认为这是好事。比如这次活动共得到22家欧洲本地科研院所的支持，包括欧洲研究和创新中心、欧盟科研人员服务中心等顶尖院所，参与院所的数量比预想多。
在专题报告环节，包括3名院士在内的15位专家学者担任演讲嘉宾。这3名院士都是各自领域的“学术带头人”，会后的反馈非常好。
为了鼓励对话、行动和改革，活动发出《联合行动倡议》并得到积极响应，一些代表提议来年可以把会场放到他们的国家，还有代表希望加大参与力度，这表明大家对活动是认可的。
2019世界青年科学家峰会在浙江温州举办。王刚 摄中新社记者：您多年致力于推动国际科技交流合作，为什么这次把目光转向青年科学家？
宋志伟：从科学的角度来说，青年科学家可能更着眼于基础科学，着眼于青年之间的合作，表面上看不太会涉及类似5G、量子计算这些具有战略意义的课题，但他们更开放，更有活力，代表着“科学的未来”。
另一方面，科学界发生了很大变化。在我们那个年代，科学技术不像现在这么发达，科学家的成长大多“按部就班”，如今世界上任何一个角落，任何一位年轻人都有可能做出大事，只要有好的想法，能把自己的东西付诸实践，就可以走进市场。
所以，这次欧洲专场活动希望搭建一个平台，帮助青年科学家获得更多人力、财力等资源创新创业；这些创新不一定局限于基础科学领域，如果在应用科学领域实现创新，不仅可以造福于现实生活，也会推动现代科学发展。
《2020世界青年科学家峰会宣言》在浙江温州发布。钱晨菲 摄中新社记者：为什么越是在当下，越要加强国际科技交流合作？
宋志伟：我想援引人类命运共同体理念，不论有什么分歧，谁也不能把谁“逐出地球”。对青年科学家而言，这些年轻人在会场上相识，总有一天这些国际交流的经历会融入成长历程，让他们看待世界的胸怀变得更加宽广，从而把人类命运共同体理念向前推进。
反之，如果想“画地为牢”，人为割裂，当今世界的科技革命和产业变革也不允许。以我供职的IBM为例，过去是按市场需求划分组织架构，比如分成金融、通信、政府采购、工业制造等部门，但现在无论是金融还是通信，都要用到“云技术”，互相关联，由统一的“云平台”主导。
从这个意义上说，必须促进国际科技交流合作。现在科技创新可能来自世界各个角落，如果交流渠道多，覆盖范围广，竞争力会变得更强；只想把自己限定在某一领域或特定地理空间，已经不可能了。
工作人员在湖南省资兴市东江湖大数据中心机房进行设备运行巡查。李科 摄中新社记者：如何克服国际科技交流合作中的困难和阻力？
宋志伟：国际环境带来的阻力一直都有，只不过当下显得比较突出。我曾告诉团队，重要的是“找准定位”，如果出发点是想让“地球村”变得更好，为人类命运共同体的福祉服务，就会很有底气，这样的国际交流合作永远都不会错。
与海外人才交往，需要以诚相待。在征集海外人才创新创业项目时，作为专业人士，我会跟踪项目在中国落地情况，不会中途撒手不管，也不会刻意隐藏什么东西，只有遵照专业、透明原则，才能彼此建立互信。
另外，要有开放心态。在国际科技交流合作中，很多时候即使不是学术交流，哪怕是朋友间的交流，对科研创新都有帮助，所以一定要“往外走”，跳出“舒适区”，不同观点和不同文化背景互相接触可能发生碰撞，但也会让科学家受益匪浅。(完)
受访者简介：
宋志伟，旅比计算机专家；1986年赴比利时留学，1997年加盟IBM(美国国际商用机器公司)，现任IBM合伙人；2016年出任中国科学技术协会欧洲海智创新创业基地主任；去年11月，组织举办2022世界青年科学家峰会欧洲专场活动。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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