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。
马斯克破了世界纪录:亏钱第一名!却还是全球第二富......******
文/汪俐辰
对全球大多数富豪来说,2022年是亏钱的一年。
据吉尼斯世界纪录官方网站消息,美国特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克自2021年11月以来损失约1820亿美元(约合人民币1.37万亿元),更有消息称,这一数字实际上可能接近2000亿美元,一举打破了历史上个人财富损失最大的吉尼斯世界纪录。
什么原因使他损失如此惨重?全球富豪们过去一年资产发生了哪些变化?
为何少了这么多?
据《福布斯》报道,马斯克的净资产从2021年3200亿美元峰值下降到2023年1月的1380亿美元,亏掉了一大半,这主要是由于特斯拉股票表现不佳。
据了解,马斯克财富的主要来源于持有的特斯拉股票,然而在过去一年时间里,特斯拉的股票市值已经缩水了约65%。
其中,为支付收购推特的440亿美元费用,马斯克抛售特斯拉股票,成为自2010年特斯拉上市以来规模最大的一次抛售,从而导致公司股价暴跌。也有消息表示,冲击特斯拉股价的另外一个原因,是全球纯电车市场需求低迷。
虽然不能确定马斯克到底损失了多少,但他的总损失远远超过了这一纪录此前的保持者——日本软银集团首席执行官孙正义。
孙正义的个人财富从2000年2月780亿美元的峰值下降至同年7月的194亿美元,短短几个月里其净资产蒸发近600亿美元。
尽管马斯克亏损的钱打破了世界纪录,但根据彭博亿万富翁指数显示,他目前仍然是世界第二富有的人。
还有谁亏钱了?
据彭博亿万富翁指数,2022年,全球最富有的500人财富蒸发了近1.4万亿美元。
数据显示,在微软、谷歌、亚马逊、Meta等公司股票下跌的背景下,微软联合创始人比尔·盖茨财富缩水286亿美元,微软前首席执行官史蒂夫·鲍尔默损失194亿美元;
亚马逊和蓝色起源公司创始人杰夫·贝索斯损失852亿美元,其前妻麦肯齐·斯格特损失373亿美元;
谷歌联合创始人谢尔盖·布林和拉里·佩奇分别损失440亿美元和453亿美元。
此外,Meta首席执行官马克·扎克伯格财富损失也很惨重。截至2022年12月30日,扎克伯格的净资产自同年1月初以来缩水了799亿美元,仅剩456亿美元,主要原因包括Meta向元宇宙转型的代价高昂,以及整个科技行业的滑坡拖累了Meta的股价。
在2021年年底,扎克伯格曾经是全球第六大富豪。但是在去年底,扎克伯格在彭博财富指数的排名下降了19名,位居第25,是自2014年以来的最低排名。
谁是最大赢家?
几家忧愁,几家欢喜。要说最大的赢家,非印度企业家高塔姆·阿达尼莫属。2022年以来其身家增加了446亿美元,是亿万富豪阶层前十中身家唯一获得增长的富豪。
据报道,阿达尼的阿达尼集团(Adani Group)拥有一个上市公司网络,活跃在发电、水泥、房地产等领域。
截至1月9日,阿达尼以1170亿美元的资产位居彭博亿万富豪榜的第三位,超过了比尔·盖茨和沃伦·巴菲特。
现在全球首富是谁?据彭博亿万富翁指数显示,截至1月9日,LVMH集团董事长伯纳德·阿尔诺(Bernard Arnault)以1750亿美元的身价位居榜首。
阿尔诺是奢侈品巨头LVMH集团的掌舵人,LVMH(酩悦·轩尼诗-路易·威登集团)是全世界最大的奢侈品公司,总部位于法国巴黎。旗下拥有路易威登、DIOR、Tiffany&Co。等75个品牌,涵盖葡萄酒和烈酒、时装和皮具、香水和化妆品、腕表和珠宝以及高端零售等领域。
综合自吉尼斯世界纪录官方网站、澎湃新闻、界面新闻等