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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。

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东西问丨刘进 :江门五邑侨批中有何家国密码 ?******

  中新社江门1月12日电 题 :江门五邑侨批中有何家国密码 ?

  ——专访五邑大学广东侨乡文化研究院院长刘进

  中新社记者 孙秋霞

  近代到北美等地谋生的华侨,大多来自珠江三角洲及其周边乡村,其中五邑人最多。他们将银信(侨批)寄往家乡,赡养家眷 ,维系亲情 ,同时也推动了侨居地 的繁荣发展。侨批 是近代以来海外华侨华人主要通过民间渠道寄给国内眷属的汇款(银)和家书的合称。2013年 ,16万封粤闽籍华侨华人留下 的《侨批档案》正式被列入世界记忆名录,成为中国第八项“世界记忆”遗产 。

  江门五邑保存有大量侨批,这些侨批中蕴藏着何种家国密码?五邑大学广东侨乡文化研究院院长刘进近日接受中新社“东西问”独家专访,作出深度解读 。

  现将访谈实录摘要如下:

  中新社记者:为何早期赴北美谋生 的华侨大多来自五邑?保存至今 的侨批记载了他们怎样 的生存史和创业史?

江门台山银信博物馆展出的部分侨批 。严建广 摄

  刘进:早期到北美谋生 的华侨绝大多来自珠三角粤语方言区,其中80%左右 是五邑人(五邑指今江门市下辖新会 、台山、开平、恩平 、鹤山五个县级行政区) ,台山人占到约五成。五邑多丘陵 ,人多地少,生存压力较珠三角地区的番禺、中山等地更大。1848年美国加州发现金矿,这一消息轰动世界 ,并很快传到珠三角 ,在五邑地区的青年男子中产生强烈反响。在致富 的“拉力”和生计维艰的“推力”下 ,他们纷纷出洋“淘金” ,并由此形成路径依赖和移民网络 。

台山籍华人李齐乐的出入境身份证明文件 。孙秋霞 摄

  五邑侨批记载了百余年来华侨华人与国内家眷共同构建无数个跨国家庭命运共同体、追求美好幸福生活 的生动案例 。近代,五邑华侨侨居的美国 、加拿大 、澳大利亚、新西兰等国家曾颁布排华法律 ,种族歧视问题严重,大多数华侨在信中诉说在海外谋生 的艰辛与不易。

  目前中国公共文博机构保存的五邑侨批有五万多件,现存最早的五邑侨批是1871年由美国华侨寄回,越到后面保留下来的侨批越多 。20世纪70年代侨批局并入中国人民银行后,侨批从此成为历史 。

加拿大华侨林德亮给儿子林举俍 的信中诉说“到处禁止,不许我华人入境” ,求生维艰 。罗达全藏

  中新社记者:大量到海外谋生的江门五邑华侨,接触西方文化后 ,他们 的思想观念发生了何种转变 ?他们如何影响家乡社会?

  刘进:华侨 是近代早期睁眼看世界 的最大中国人群体。在书信中主要表现在:一是主动引进侨居国和地区 的现代化事物 ,如发电机 、留声机 、抽水马桶等,改进侨乡 的生产方式和生活品质;二 是新思想新风尚 的吸收和引进 ,如更加重视子弟接收现代教育 ,在婚姻和家庭生活中更体现出平等、民主的趋势;三是浓郁的社会公益意识和国家民族意识。

江门开平碉楼 。孙秋霞 摄

  近代,华侨成为推动和参与中国乡村治理和建设 的重要力量。五邑华侨为保卫家园,修筑了大量防范土匪的碉楼,并借鉴侨居地的社区模式建设许多华侨新村 ,改善了人居环境。华侨将海外的血汗之资源源不断输入家乡,建起了新宁铁路 ,修筑了纵横交错 的公路;引进西方先进设施 ,如自来水设施、电力 、电话等;改建或新建了上百个用于商业贸易 的圩镇,知名的包括江门开平赤坎古镇 、梅家大院(原名汀江圩) 、冈宁圩(电影《让子弹飞》“鹅城”取景地)。海外华侨推动了侨乡由传统农业社会向工业社会转型 ,这成为民国时期乡村建设实践和探索 的一个独特类型。

  中新社记者:梁启超、陈少白 、司徒美堂、冯如等历史名人均出自江门,是否也与华侨带给家乡的改变有关 ?

  刘进 :五邑华侨特别重视文化教育,捐资兴办了大量学校 、图书馆 、阅书报社,还兴办了近代中国侨乡最多的侨刊,引进了排球等体育运动 ,极大提升了五邑侨乡的文明程度 。江门五邑地区产生了梁启超、陈少白等一大批引领中国前进方向 的历史文化名人,这不 是偶然 的 ,与这里 的文化土壤密切相关。

华侨伍耀初给父亲寄去50元,用于过年给家中儿童发放利 是 。李镜尧 藏

  从澳门到广州 的珠江西岸地区是海上丝绸之路 的重要通道 ,也 是中外思想文化交锋、碰撞 的前沿阵地,有学者称之为近代“珠江西岸文化走廊”。江门五邑地区恰好处于这一走廊地带,这里产生大量华侨也与该地区开放氛围相关。大量华侨出洋,又带来更加包容开放进取的社会文化环境 ,孕育出更多为国家为民族作出杰出贡献的知名历史人物 ,冯如 、司徒美堂更 是走向世界,成为侨界翘楚。

司徒美堂写给张祝三的信件 。翁丹萍 摄

  中新社记者 :通过对大量侨批进行研究,您认为江门五邑华侨具有怎样 的集体意识?

  刘进:在侨批中,华侨自称“唐人”,回国称“回唐” 。汉唐时期 是中国的盛世 ,他们以中国辉煌的历史为荣 。他们意识到,自己在外遭受种族歧视和排斥 , 是因为没有一个强大的祖国作为后盾 ,普通华侨在侨批中谈到为抗日捐款,说得最多的 是“国家兴亡,匹夫有责”,“有国才有家” 。

广东广州,在“家国情怀寄尺素——江门五邑侨批(银信)专题展”上展览展出 的银信。郭军 摄

  1937年 ,一位美国华侨在信中表示 :“国家兴亡,匹夫有责”,“国破家何在? !”1979年,另一位美国华侨在书信中说 :“现在观阅有关报刊,祖国大搞四个现代化 ,我们旅美侨民更希望祖国昌盛和强大,我们海外侨胞有好靠山 。”实现中华民族伟大复兴,是一代代海内外中华儿女的梦想,每一封家信都诉说和见证了海外侨胞 的家国情怀。

  中新社记者 :当前 ,江门逾530万名五邑籍港澳台同胞和海外侨胞遍布世界140多个国家和地区 ,未来应如何保护侨批文化和传承华侨精神?

  刘进 :江门既是近代形成的著名侨乡 ,又是改革开放后依然活跃 的侨乡 ,新移民数量众多 。华裔新生代已融入各个国家和地区,成为当地建设者和贡献者 。新老移民对家乡 的记忆永存心间,关心家乡发展。近年来 ,华裔新生代到祖籍地血脉寻根、文化寻根 的潮流非常盛 ,他们探寻“我 是谁 ?我从哪里来?” ,为“到哪里去”提供历史文化自信 。

江门五邑华侨华人博物馆展示 的部分侨批 。孙秋霞 摄

  为保护好侨批文化,首先要抢救存在灭失危机 的侨批 ,目前民间有数量较多的侨批在流转交易,应抓紧抢救 ,将它们保存到条件良好 的文化机构中 。其次 ,要加强学术研究,对侨批谈论的跨国家庭日常生活进行学术凝练,探寻文化底蕴 ,特别要注重国际学术比较研究 。第三,加强活化利用 ,通过博物馆、影视剧 、城市文化景观 、大中小学教育等多种方式,传播和弘扬华侨精神以及中华优秀传统文化。(完)

  受访者简介:

  刘进 ,五邑大学广东侨乡文化研究院院长 ,教授 ,著有《台山银信》《五邑银信》《银信与五邑侨乡社会》等,参与了“侨批档案:海外华侨银信”申报世界记忆遗产文本 的研制工作 。

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