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。
音乐架桥 海内外共享欢乐春节和合之美******
中新网郑州1月15日电 (记者 韩章云)1月14日,正值中国北方小年,文化和旅游部2023年“欢乐春节”全球活动启动仪式暨“欢乐春节和合共生”音乐会在河南郑州举行。
本次活动由文化和旅游部指导,中国对外文化交流协会、河南省文化和旅游厅联合主办。文化和旅游部部长胡和平致辞并宣布活动启动,河南省省长王凯出席仪式并致辞。
文化和旅游部部长胡和平宣布2023年“欢乐春节”启动。 程航 摄小年夜的河南艺术中心大剧院灯火璀璨,一排排红灯笼、软萌可爱的兔子吉祥物装点出浓浓的中国年味儿。中西合璧的音乐会,面向全球进行直播,以音乐架桥,与海内外观众共享中国春节和合之美。多年来,频频“出海”“出圈”的中国优秀文化,在带去独特体验的同时,也增进了文明交流互鉴。
“文化大餐”中西合璧、古今交融展和合之美
自2001年起连续举办22年的“欢乐春节”活动,已覆盖全球100多个国家,越来越多的文化元素融入到“欢乐春节”活动中,越来越多的外国民众加入到庆祝中国春节的人群中。
在此基础上,“欢乐春节和合共生”音乐会的节目设计中西合璧,古今交融,为海内外观众呈上精心烹制的“文化大餐”,共享中国春节的文化之美、生活之美、和合之美。
音乐会分为“天、地、人、和”四个篇章。在古风国韵的基底上,以传统民乐入题,巧妙运用古乐、民乐、交响乐、琵琶、街舞、芭蕾舞、太极拳、剪纸等中西文化元素,呈现中西文化交流与碰撞的和谐之美,向世界传达中华文化“和合与共”的哲学思辨和中国智慧。
中央民族乐团的古乐演奏《颂·黄钟大吕》,贾湖骨笛、编钟、编磬等12种乐器的交相呼应,将华夏文明的礼乐文化铺展在观众面前,气势恢宏、庄重肃穆,展现出新春佳节盛大的仪式感。
中央民族乐团的古乐演奏《颂·黄钟大吕》。 韩章云 摄如果说古风元素让音乐会文化气息十足,而科技元素的运用带来的则是满满的现代感与时尚感。
著名琵琶演奏家赵聪与虚拟歌手洛天依跨界合作的“元宇宙”风格作品《神鸟》,随着琴弦拨动,殷商甲骨文、青铜文化与古蜀三星堆文明不期相遇,开启一段穿越时空的奇妙之旅。
琵琶演奏家赵聪演奏《神鸟》。 韩章云 摄《太极随想曲》则融合钢琴、古琴演奏,电子音乐、太极拳、街舞等艺术形式,碰撞出世界非物质文化遗产太极拳以及太极文化的独特魅力。
最独特的当属中国名曲《茉莉花》和意大利歌剧《图兰朵》中的著名咏叹调《今夜无人入睡》的旋律完美交融,来自全球各地不同肤色的人们用中文“云合唱”《让世界充满爱》……音乐架起桥梁,节日铺陈欢庆底色,天地人和,和合共生,奏响春之欢乐乐章。
据导演组介绍,本次音乐会历经半年多筹划,260人参与演出,超500人的导演团队先后在北京、上海、河南等七个不同的摄影棚完成创作置景与拍摄制作。
图为2023年“欢乐春节”启动仪式现场展出的非遗项目牡丹香包。 韩章云 摄中国优秀文化频频“出海”“出圈”促文明互鉴
春节作为中华民族的重要传统节日,凝结着中华文明的精神标识和文化精神,蕴含着辞旧迎新、团圆、幸福、和谐、安宁等丰富的文化内涵,与全人类的共同价值高度契合。
文化和旅游部部长胡和平在致辞中说,“欢乐春节”活动自2001年推出以来,风靡海内外,形成品牌,逐步成为全球共庆共享的文化嘉年华,助力民心相通,推进人文交流的桥梁纽带,也是中华文化走向世界、世界人民读懂中国的美丽窗口。
“我们真诚期待以举办‘欢乐春节’活动为契机,不断深化拓展中外文化和旅游交流合作,构筑文明交流互鉴宽广平台,以凸显中华文化符号、丰富价值内涵的艺术作品、文化产品、交流活动,共绘相知相亲‘同心圆’,扩大互信互利‘朋友圈’,为构建人类命运共同体、开创人类更加美好的未来携手努力、续写华章。”胡和平说。
当晚启动仪式后的文艺演出中,国家一级演员、著名豫剧表演艺术家汪荃珍表演了豫剧《抬花轿》选段。她表示,这一节目的选取背后有着更深刻的含义。
“老一辈的豫剧表演艺术家早已‘抬着花轿’走出国门,在世界各地演出,备受海外观众的喜爱。”汪荃珍说,艺术无国界,美好的艺术表演会引发观众的共鸣。“在小年夜为海内外观众表演《抬花轿》选段,希望他们能感受到中国春节的喜庆氛围,祝愿大家能度过一个祥和、欢乐的春节。”
图为2023年“欢乐春节”启动仪式后的文艺演出,豫剧表演艺术家演出豫剧经典选段。 程航 摄当晚,郑州歌舞剧院的古典舞蹈《唐宫夜宴》再次上演,俏皮可爱的“唐宫小姐姐”们与海内外观众共贺佳节。
在春节前夕再次演出《唐宫夜宴》,舞蹈演员易星艳有很多感触。她表示,《唐宫夜宴》正是在春节被观众所知的,希望这个轻松、美好的舞蹈节目今年能继续带给大家独特的文化体验。
郑州歌舞剧院院长孙书杰介绍说,自2014年起,郑州歌舞剧院就承担国家对外文化交流演出,截至目前已出访40多个国家和地区,其中参与最多的对外文化交流活动正是“欢乐春节”。
“这些年参与对外文化交流活动,我们感触最深的就是越来越多的外国朋友对中国文化的关注和喜爱,《唐宫夜宴》火爆出圈,正是海内外观众对中国优秀文化艺术喜爱的一种表现。”孙书杰表示,郑州歌舞剧院已收到众多海外艺术团体、民间文艺组织的邀约,他相信不久后,包括《唐宫夜宴》在内的中国优秀文艺节目将在海外为观众带来独特的艺术体验。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |