点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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·中外对话 | 对于中国，“气候经济学之父”这样赞“碳”******
对于中国，“气候经济学之父”这样赞“碳”
刘亮
当前，全球极端天气现象频发，IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)最新报告显示采取气候行动刻不容缓；新冠疫情冲击更加大了中低收入国家应对气候变化的难度。面对日趋紧迫的气候变化问题，全球气候治理如何破局？发达国家和发展中国家如何增信释疑，更好地携手合作？为什么说“双碳目标”的提出进一步彰显了全球气候治理领域的中国担当？
中新社“东西问·中外对话”近日邀请伦敦政治经济学院格兰瑟姆气候变化与环境研究所所长尼古拉斯·斯特恩勋爵(Lord Nicholas Stern)与中新社记者刘亮就全球气候治理相关话题展开对话。
图为伦敦政治经济学院格兰瑟姆气候变化与环境研究所所长尼古拉斯·斯特恩勋爵(Lord Nicholas Stern)。本人供图尼古拉斯·斯特恩是“从经济学角度看气候变化”的第一人，被誉为“气候经济学之父”。
斯特恩指出，新冠疫情大流行表明，每个国家都面临着传染病、生物多样性丧失和气候变化等全球性威胁，每个国家都应该认识到人类所面临的风险。为更好应对气候变化，发达国家和发展中国家需要加大合作和行动力度。同时，发达国家要尽快兑现其在气候资金上的承诺。
谈及近年来中国的气候治理行动，斯特恩认为，中国在持续加大应对气候变化的行动力度。“双碳”目标的提出则让中国迎来进一步展现气候治理担当的好时机。
对话实录摘编如下：
刘亮：根据《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)，“共同但有区别的责任”是全球气候治理的重要基石。在您看来，各缔约方在气候治理问题上遵循这一原则的重要性何在？
斯特恩：针对“共同但有区别的责任”的原则，1992年的《联合国气候变化框架公约》明确指出，发达国家应该在应对气候变化方面发挥领导作用。因为自工业革命以来，它们对很大一部分的温室气体累积排放负有历史责任，并且也有资金可用于减缓和适应气候变化。我们应该意识到，要实现净零排放并防止全球进一步变暖，所有国家——无论富裕还是贫穷，都需要采取强有力的行动。
需要注意的是，所有国家都将从可持续、有包容性和有弹性的经济转型过程中受益。尽管在最初的框架中，绿色发展被视为一种成本更昂贵的发展模式，但如今，情况已明显有所改善。
刘亮：气候资金是国际应对气候变化的“硬骨头”。此前，发达国家承诺到2020年每年向发展中国家提供1000亿美元的气候资金。但目前距第一笔气候资金仍有较大缺口。您如何看待这一情况？如何更好地完善发达国家与发展中国家之间的气候资金供资机制？
斯特恩：富裕国家未能履行到2020年对发展中国家的财政支持增加到1000亿美元的集体承诺，这是一种背信行为，应尽快纠正。加拿大和德国政府在COP26(《联合国气候变化框架公约》缔约方大会，简称COP)之前制定的交付计划表明，1000亿美元的目标应在2022年或2023年实现。但同样重要的是，较富裕国家当下应与较贫穷国家合作，大幅提升可持续发展领域的投资水平。要做到这点，各方需要更进一步关注融资的组成结构，为投资创造环境，这些将有助于推动发达国家在未来几年更好地兑现其承诺。
刘亮：《巴黎协定》要求建立国家自定贡献(INDC)机制。但目前弥合INDC与温控目标之间的差距仍是谈判的难点。INDC会否动摇UNFCCC“共同但有区别的责任”的基石？在您看来，如何更好地弥合二者间的差距？
斯特恩：《巴黎协定》承诺，所有国家共同将全球气温上升幅度控制在2摄氏度以内，努力将升温控制在1.5摄氏度以内，并在本世纪下半叶实现全球净零排放。同时，科学研究也表明，将温控目标控制在1.5摄氏度以内对气候问题很关键。但目前的“国家自主贡献”与这些目标并不一致，所有国家需要共同努力，进一步彰显承诺的雄心。
刘亮：从《京都议定书》到《巴黎协定》，全球气候治理问题取得里程碑式的突破。在此过程中，中国也发挥了重要推动作用。在您看来，中国过去和现在在气候治理问题上的表现有何不同？这种身份的转变意味着什么？
斯特恩：中国在持续加大应对气候变化的行动力度，尤其在过去几年，中国作出不少承诺。如承诺在2060年之前实现碳中和，并停止为其他国家的燃煤发电站提供资金等。与此同时，中国的作为对其他发展中国家起到的榜样作用也至关重要。
当前，中国迎来了进一步展现自己气候治理担当的好时机。如果中国能在2030年前实现碳达峰，这将使到2060年前实现碳中和的目标变得更容易，也将给中国和世界都带来好处。
刘亮：随着中国“双碳”目标的提出，外界有声音担心地方为了降能耗采取限产等激进措施，进而影响经济稳定增长。对此您如何看？
斯特恩：“双碳”目标的提出有助于中国实现可持续、包容性和弹性的经济增长。
低碳发展和经济发展并不矛盾。追求低碳目标可以以更强、更好的方式推动经济发展。然而，向零碳和气候适应型经济的转型确实需要妥善的管理，确保在转型过程中，要较为公平地处理富人和穷人之间，消费者、企业和政府之间的关系。例如，高碳企业的工人需要接受再培训，并重新分配到新的机构或单位工作等。
能源转型可以推动经济发展和增长，并提供新的发展机遇和就业机会。同时，清洁技术的投资和零碳转型的加速给中国带来了巨大的经济机遇，将进一步提高中国在世界经济中的竞争力。
刘亮：目前距《巴黎协定》的签署已过去5年。面对疫情的暴发，您对气候变化问题是否有不同的看法？后疫情时代，气候治理有哪些问题值得关注？
斯特恩：在过去六年中，气候变化的影响越来越大，并日益影响我们的周遭环境。
我认为，许多国家现在可以看到更可持续、更具包容性和弹性的经济发展和增长模式的吸引力。这场疫情大流行表明，每个国家都面临着传染病、生物多样性丧失和气候变化等全球性威胁。每个国家都应该认识到我们所面临的风险，以及为了走上更可持续的经济发展道路，我们迫切需要扩大相关领域的投资规模。
从投资角度上看，目前，疫后经济复苏的投资是我们实现可持续、有韧性和包容性增长需要的投资方向。
刘亮：去年，COP26已在英国格拉斯哥落下帷幕。您如何评价此次大会取得的进展？这对今年的COP27大会又意味着什么？
斯特恩：COP26取得了许多重大进展，包括中美两国就气候行动合作发表联合声明等。
但我们也知道，提交给COP26的经修订的国家自主贡献与《巴黎协定》的目标仍有差距，富裕国家也未能兑现到2020年每年筹集1000亿美元支持发展中国家气候行动的承诺。
COP26取得的进展应促使各国在2022年底前提交更强有力的减排承诺，并共同制定一项新的气候融资计划，为未来向发展中国家提供更多的资金支持。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
凤凰彩票地图 |
)