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。
坚定不移推动构建人类命运共同体******
【中共二十大的世界意义】
作者:姚琨(中国现代国际关系研究院世界政治研究所副所长)
党的二十大报告指出:“中国始终坚持维护世界和平、促进共同发展的外交政策宗旨,致力于推动构建人类命运共同体。”推动构建人类命运共同体,是习近平总书记把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合,深刻把握人类社会历史经验和发展规律,汲取中华优秀传统文化的思想智慧,从统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局的战略高度,提出的促进人类社会进步和世界和平发展的中国方案。
一、构建人类命运共同体理念蕴含着中华优秀传统文化精髓,更彰显大国大党的责任担当。
人类命运共同体理念植根于源远流长的中华文化。习近平总书记指出,“天下大同、协和万邦是中华民族自古以来对人类社会的美好憧憬,也是构建人类命运共同体理念蕴含的文化渊源。”中华文明历来重视人的精神生活,既追求丰衣足食,又追求人格尊严,讲仁爱、重民本、守诚信、崇正义、尚和合、求大同。构建人类命运共同体理念正是吸收了中华优秀传统文化中“天人合一、道法自然”的宇宙观,“世界大同、天下一家”的天下观,“亲仁善邻、协和万邦”的国际观,“以和为贵、和而不同”的文明观,“以义为先、义利并举”的义利观,秉持立己达人、兼善天下的价值取向,追寻的是和衷共济、和合共生的高远理想,构建的是物质生活充实、道德境界高尚、社会公平正义的大同世界。
党的十八大以来,中国特色社会主义进入新时代。正是在这样的时空背景下,习近平总书记创造性地提出推动构建人类命运共同体的重大倡议。2015年9月,习近平主席在第70届联合国大会的讲话中,强调各国携手构建合作共赢新伙伴,同心打造人类命运共同体。2017年1月,习近平主席在联合国日内瓦总部发表演讲,倡导各国共同构建人类命运共同体,坚持对话协商、共建共享、合作共赢、交流互鉴、绿色低碳,建设持久和平、普遍安全、共同繁荣、开放包容、清洁美丽的世界。
党的十九大以来,面对国际形势新变化,习近平总书记不断提出一系列重要新理念新倡议,深刻阐述积极应对全球性挑战的中国主张和中国方案,不断丰富完善构建人类命运共同体的思想体系,对构建人类命运共同体的时代背景、重大意义、丰富内涵和实现途径等重大问题进行深刻阐述,引领中国特色大国外交理论与实践创新,体现了中国致力于为世界和平与发展作出更大贡献的崇高目标,体现了中国将自身发展与世界发展相统一的全球视野、世界胸怀和大国担当,为人类社会实现共同发展、长治久安、持续繁荣指明了方向、绘制了蓝图。
二、推动构建人类命运共同体是人间正道,为人类前途命运提供了正确的方向指引。
当前,世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开。一方面,和平、发展、合作、共赢的历史潮流不可阻挡,人心所向、大势所趋决定了人类前途终归光明。另一方面,恃强凌弱、巧取豪夺、零和博弈等霸权霸道霸凌行径危害深重,和平赤字、发展赤字、安全赤字、治理赤字加重,人类社会面临前所未有的挑战。
2021年和2022年,习近平总书记着眼国际形势出现的新变化新挑战新问题,从解决和平与发展两大核心问题出发,先后提出了全球发展倡议和全球安全倡议,呼吁打造全球发展共同体和人类安全共同体,并愿同国际社会一道努力落实。推动构建人类命运共同体成为中国式现代化的本质要求。
一是提出全球发展倡议,强调坚持以人民为中心的发展思想,把促进发展、保障民生置于全球宏观政策的突出位置,落实联合国2030年可持续发展议程,加强宏观政策协调,推动建设开放型世界经济,促进全球平衡、协调、包容发展,共同构建全球发展命运共同体。全球发展倡议一经提出,就得到国际社会广泛响应,100多个国家和包括联合国在内的多个国际组织表达了积极支持态度,60多个国家加入“全球发展倡议之友小组”。中国秉持新发展理念,加快构建新发展格局,推动高质量发展,稳步推进共建“一带一路”,积极开展减贫、缓债、防灾减灾等国际发展合作,为各国分享中国机遇创造有利条件,为促进世界经济企稳复苏和实现共同发展注入中国力量。
二是提出全球安全倡议,强调安全是发展的前提,人类是不可分割的安全共同体,倡导坚持共同、综合、合作、可持续的安全观,坚持尊重各国主权和领土完整,遵守联合国宪章宗旨和原则,重视各国合理安全关切,通过对话协商以和平方式解决国家间分歧和争端,统筹维护传统领域和非传统领域安全。全球安全倡议明确回答了“世界需要什么样的安全理念、各国怎样实现共同安全”这一重要时代课题。
国际社会共同落实全球发展倡议、全球安全倡议,是破解全球和平赤字、发展赤字、安全赤字和治理赤字的治本之策,是推动构建人类命运共同体的重要战略支撑。
三、推动构建人类命运共同体,全面推进中国特色大国外交。
一是坚定奉行独立自主的和平外交政策,始终根据事情本身的是非曲直决定自己的立场和政策,维护国际关系基本准则,维护国际公平正义。中国尊重各国主权和领土完整,坚持国家不分大小、强弱、贫富一律平等,尊重各国人民自主选择的发展道路和社会制度,坚决反对一切形式的霸权主义和强权政治,反对冷战思维,反对干涉别国内政,反对搞双重标准。中国奉行防御性的国防政策,中国的发展是世界和平力量的增长,无论发展到什么程度,中国永远不称霸、永远不搞扩张。
二是坚持在和平共处五项原则基础上同各国发展友好合作,推动构建新型国际关系,深化拓展平等、开放、合作的全球伙伴关系,致力于扩大同各国利益的汇合点。促进大国协调和良性互动,推动构建和平共处、总体稳定、均衡发展的大国关系格局。坚持亲诚惠容和与邻为善、以邻为伴周边外交方针,深化同周边国家友好互信和利益融合。秉持真实亲诚理念和正确义利观加强同发展中国家团结合作,维护发展中国家共同利益。中国共产党愿在独立自主、完全平等、互相尊重、互不干涉内部事务原则基础上加强同各国政党和政治组织交流合作,积极推进人大、政协、军队、地方、民间等各方面对外交往。
三是坚持对外开放的基本国策,坚定奉行互利共赢的开放战略,不断以中国新发展为世界提供新机遇,推动建设开放型世界经济,更好惠及各国人民。中国坚持经济全球化正确方向,推动贸易和投资自由化便利化,推进双边、区域和多边合作,促进国际宏观经济政策协调,共同营造有利于发展的国际环境,共同培育全球发展新动能,反对保护主义,反对“筑墙设垒”“脱钩断链”,反对单边制裁、极限施压。中国愿加大对全球发展合作的资源投入,致力于缩小南北差距,坚定支持和帮助广大发展中国家加快发展。
四、在变局中践行全人类共同价值,积极推动全球治理体系变革。
2022年以来,世界进入新的动荡变革期,全球性挑战更加凸显。集团对抗加剧,大国合作意愿与基础全面松动,全球共识阙如,国际多边机构日益沦为清谈馆、角斗场,机制改革遥遥无期,全球治理失能、失治现象进一步突出。
中国积极参与全球治理体系改革和建设,践行共商共建共享的全球治理观,坚持真正的多边主义,推进国际关系民主化,推动全球治理朝着更加公正合理的方向发展。中国积极维护以联合国为核心的国际体系、以国际法为基础的国际秩序、以联合国宪章宗旨和原则为基础的国际关系基本准则,反对一切形式的单边主义,反对搞针对特定国家的阵营化和排他性小圈子。
中国坚持高质量发展和高水平开放,以中国自身的发展为不确定的世界注入确定性。推动世界贸易组织、亚太经合组织等多边机制更好发挥作用,扩大金砖国家、上海合作组织等合作机制影响力,增强新兴市场国家和发展中国家在全球事务中的代表性和发言权。
中国坚持积极参与全球安全规则制定,加强国际安全合作,积极参与联合国维和行动,为维护世界和平和地区稳定发挥建设性作用。
在应对气候变化方面,中国已建立起碳达峰碳中和“1+N”政策体系,制定中长期温室气体排放控制战略,推进建设全国碳排放权交易市场,编制实施国家适应气候变化战略。至2022年7月,中国已与38个发展中国家签署43份气候变化合作文件,与老挝、柬埔寨、塞舌尔合作建设低碳示范区,与30多个发展中国家开展40个减缓和适应气候变化项目。
在抗疫合作方面,中国支持非洲国家抗疫,截至2022年10月已向全球120多个国家和国际组织提供22亿剂疫苗。
在国际维和方面,中国近30年来共派出维和人员5万余人次,赴20多个国家和地区参加近30项联合国维和行动,是派遣维和人员最多的安理会常任理事国和联合国第二大维和摊款国,也是联合国维和行动的中坚力量。
万物并育而不相害,道并行而不相悖。只有各国行天下之大道,和睦相处、合作共赢,繁荣才能持久,安全才有保障。在全面建设社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴的历史进程中,中国将始终高举构建人类命运共同体旗帜,不断为人类文明进步作出新的贡献。
《光明日报》( 2022年12月20日 16版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)