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。
出境游加速回暖,中国游客“组团”来了!******
文/刘文文
兔年春节不少中国游客走出国门,享受海外“中国年”。如今,春节假期已热闹落幕,出境游的热度却刚刚抬头。
2月6日起,中国将试点恢复全国旅行社及在线旅游企业经营中国公民赴有关国家出境团队旅游和“机票+酒店”业务,为回暖的出境游“再添一把火”。
多国在线邀约中国游客
自中国有序恢复公民出境旅游起,不少国家反响积极,热烈欢迎中国游客。
菲律宾总统马科斯发出邀请,希望中国游客重返菲律宾,领略这个东南亚国家的自然风光和人文风情。
柬埔寨首相洪森表示欢迎和期待中国游客来访,希望今年接待200万人次中国游客。
泰国副总理兼卫生部长阿努廷等官员专程前往机场,打出“中泰一家亲”标语,为中国优化出入境防疫政策后首批抵达泰国的旅客送上鲜花和纪念品。
印度尼西亚旅游和创意经济部长桑迪亚加·乌诺隔空“喊话”,称印尼“已为中国游客准备好红毯”。
出境游迎价格利好
随着旅游供给侧逐步恢复,近期出境游也迎来价格利好,节后国际航班机票、境外酒店价格纷纷“跳水”。
随着航班复飞和加密消息不断,国际航班机票价格显著下降。根据携程统计消息,截至1月末,2月国内出境复飞航线已超过40条,复飞周均航班量已超过140班。其中亚洲目的地航线占比超过八成。此外,从价格上看,三成航班的价格低于2019年同期成交均价,一成左右航班甚至比2019年便宜30%以上。
去哪儿平台数据显示,1月下旬至2月初,中国多条赴东南亚航线恢复,且旅客量较春节期间明显减少,机票预订价格随之下降。去哪儿大数据研究院副院长郭乐春表示,随着中国航班运力持续恢复,中国赴东南亚地区的航班量2月将继续增长。同时,旅客量较春节期间有所下降,赴东南亚的机票价格将更具吸引力。
随着春节期间中国游客陆续返程,境外酒店也陆续降价。在去哪儿平台上,新加坡、曼谷、普吉岛、澳门和香港的酒店平均支付价格均有所下降,降价幅度约在10%。截至1月30日,签证业务搜索量比去年12月增长近三倍,出境游搜索量较高的产品集中在泰国曼谷、普吉岛和清迈等地。
旅游企业紧锣密鼓布置出境团队游
自文旅部宣布自2月6日试点恢复全国旅行社及在线旅游企业经营出境团队旅游业务起,携程跟团业务线连夜上线近百条出境团队游产品,积极联络海外合作伙伴沟通资源打磨产品。
截至目前,携程共上线近700条出境团队游产品,覆盖15个目的地国家/地区;其中携程自营产品近400条,覆盖9个目的地国家;包含跟团游、半自助游、私家团以及自由行打包产品等多种类型。
“我们假期也在与海外地接社密切联系,紧锣密鼓摸排采购资源,制定产品上线计划,审核上架产品,整个假期都没怎么休息”,携程海外跟团产品总监张妍介绍道,“这三年海外很多中餐厅关闭,导游停职转行,通知宣布后境外地接社需要一些时间重整旗鼓,出境跟团游市场的恢复还需要一个过程。我们预判大概从3月份开始,不论出境跟团产品数量和报名人数都会增势喜人”。
同程旅行相关负责人对中新社国是直通车透露,2月6日,同程旅行首个出境游团队将从上海出发前往泰国,预计在泰国曼谷、芭提雅、普吉岛等旅游目的地完成6晚7日的旅行,之后返回上海。这个团提前一周已经全部收满。从目前的订单情况看,泰国是目前国内游客最关注的出境游目的地,其次是柬埔寨、新加坡、印度尼西亚等。
旅游业全面复苏在即
中国是多个国家入境旅游的重要客源国。业内人士分析,试点恢复旅行社出境团队旅游业务,将为相关国家旅游经济全面复苏注入强劲动力。
同程研究院首席研究员程超功接受中新社国是直通车采访时称,受疫情影响,2022年中国的国际航班客运量一直处于非正常状态,月客运量仅相当于2019年同期的不到5%。在一定程度上,中国游客的回归是全球旅游业全面复苏的重要引擎。
值得注意的是,此次出境团队旅游业务涉及的国家包括不少东南亚国家。程超功说,中国游客回归对于东南亚国家的经济复苏是极其重要的推动力。例如,疫情前旅游业占泰国GDP总额的15%左右,而中国游客约占泰国入境游客的三分之一,中国游客的回归将极大拉动泰国经济的复苏。另外,作为全球多个经济体的第一大贸易伙伴,中国国际旅行的全面恢复将带动全球商贸、人文等领域的交流全面恢复,为全球经济的复苏注入活力。
中原证券研究员刘冉分析指出,出境游市场恢复需要循序渐进。出入境游市场恢复初期,出境目的呈现需求多元化、定制化特点,短时间内以商务拜访、出国探亲、出国留学等长期出境需求为主。随着航班运力陆续恢复,签证业务有序展开,出入境市场将得到进一步复苏。届时中国旅游市场的恢复将呈现出国内游拉动出境游,周边游带动长线跨境游的趋势,预计2023年“五一”黄金周或暑期能够感受到较为明显的市场变化。