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。
开年炸裂 《狂飙》魅力何在?******
中新网北京1月30日电 (记者 高凯)几乎每个剧情节点都登上热搜引发热议,众多人物都为观众所耳熟能详,《狂飙》无疑是2023年开年最火的出圈剧集。
自1月14日开播以来,该剧播出热度一路攀升,不仅在爱奇艺热度值破11000,打破站内热度值历史总榜最高纪录,同时,豆瓣评分高达9.1,各项成绩遥遥领先。
《狂飙》近日即将迎来收官,作为一部长达39集的扫黑除恶题材作品,该剧高开高走,以沉实紧张的剧情吸引着各年龄层观众的追剧热情,其魅力之源值得关注。
剧本故事是第一位的。在《狂飙》中,创作者选取2000年、2006年、2021年三个时间节点,切入三条时空脉络,借刑警安欣(张译饰)、黑恶势力高启强(张颂文饰)两个角色的人生轨迹,展现了一场跨越20年扫黑除恶的斗争故事。
《狂飙》是反套路的,在正叙、倒叙交叉的庞大叙事中,以角色命运带动剧情发展。剧中两个主人公最初的命运交织充满生活质感与人性的温暖,而随着剧情的展开,二人在交叉碰撞中渐行渐远,戏剧张力拉满。剧集在这样的主线下,突破了一些相关类型作品中的简单想象,对黑势力形成背后的社会生态、人性异化进行了入木三分的揭示,描绘出扫黑除恶的真实图景。
《狂飙》 片方供图在这部以扫黑除恶为题材的作品中,创作者并没有将重心放在以暴力场景渲染“黑恶”上,而是着力发掘人性在社会缝隙中异化的节点。如此设定下,在一部扫黑除恶题材剧集中,观众不仅看到了警察对正义的坚守与追求,还看到了黑恶势力的成长史,并因此而更能理解前者。
“这次讲扫黑,我希望通过两个人物勾勒出黑恶势力为什么会产生,能崛起、放大的原因,再解释为什么要扫黑除恶,以及为什么必须把这件事常态化。”该片导演徐纪周曾表示。
大胆不失细腻是《狂飙》的另一特色,从“旧厂街”“菜市场”到“肠粉”“猪脚面”,尽管有意模糊掉了真实地域,但剧中细节描摹还是顺利将观众带入真实的生活审美,这些日常细节,很容易唤起观众的某种认同感,随即融入角色剧情。
故事之上,人物的成功塑造令《狂飙》的魅力进一步凸显。
首先是两位牵动全剧前进的主角。安欣和高启强这两个人物之鲜活动人,于同类题材剧集中可称出类拔萃。
徐纪周曾表示,“人物的特征自然和所在地域时代紧密相关,我希望我不仅能塑造出这个反派人物,还能把他与时代背景、社会土壤的关系拍出来。这是有社会意义的。”在观众眼中,高启强在剧中的开端就是一个小人物的现实人生,很容易有代入感,在与安欣的命运碰撞中,他感受到人性的温暖,也在阴差阳错中感受到权力的力量,也在其后终于为欲望裹挟,最终走上不归之路。
相较而言,作为一个纯粹的理想主义者,安欣这个人物或许不像高启强那样有着浓墨重彩的戏剧性,但正是其内在思想力量成功的呈现才给剧情真正前进的动力。跨越20年,从怀揣梦想略显“愣头青”的青年干警,到满头白发“油滑”谨慎的警局“边缘”人,在张译的演绎下,这一核心人物行为逻辑清晰,情感始终充沛,与此同时,角色细节处理上无处不在的生活质感更是让人物的“灵魂”得以落地,极易令观众共情。
除了两位主演的出色表现,作为一部群像戏,《狂飙》里几乎每个主要人物都具备能打动观众的独特魅力。创作者抛弃扁平化的黑白刻画,着力于每一个角色自身的剧中生态,令观众在不同的时空切入点都能感受到其真实可信的存在。
从故事设定及叙事手法的创新,到每一个人物的鲜活刻画,再到对题材深刻的挖掘和思考,对于《狂飙》而言,整部剧集最终呈现出的“好看”的吸引力,或许正是源于创作者对作品全方位的诚意。该剧不仅再现了“扫黑除恶”专项斗争的严酷性和复杂性,亦以现实主义手法描摹了各具特色的人物与人生际遇,以不同方式折射真实生活,最终以正义向善的精神追求与观众达成共鸣。为理想坚守到底,为正义永远狂飙,《狂飙》此番向观众传达的精神内核直白而有力。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |