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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。

宁夏盐池：沙窝窝再响“创新经”******

　　【走进创新型县（市）】

　　最近，盐池成了宁夏的“明星县”——作为自治区唯一被科技部认定的全国首批创新型试点县（市），顺利通过验收。

　　“西北门户，关中要冲”，说的就是盐池。这里地处陕、甘、宁、蒙4省区交界处，曾是游牧与农耕文化的碰撞之地。兼容并蓄、敢为人先的创新精神，由此而生。

　　近年来，盐池县坚持实施创新驱动战略，着力推动新旧动能转换，以科技支撑民生改善为主线，让这一精神有了星火燎原之势。

　　在县委书记王海宁看来，他们的秘籍就是下好体系建设“先手棋”、亮出生态立县“绿色牌”、打造产业发展“新引擎”，有力推动县域经济稳中有进、进中趋优的同时，也让创新成果全民共享。

　　营造生态 激发创新活力

　　每到周末，盐池县奋林农畜交易中心的热闹总是最早划破黎明，周边养殖户都到这里交易滩羊。

　　谁也想不到，它的创办人、科技特派员强奋林曾经是个放羊娃。从只有3间羊棚的羊场到畜牧养殖和加工销售为一体的园区，强奋林生意越做越大，还在羊圈里搞起了“互联网+”。目前中心滩羊总交易额达2600万元，带动农民增收600余万元。

　　作为“中国滩羊之乡”，盐池县2021年滩羊饲养量达322.7万只，羊肉产量2.86万吨，规模化养殖比例70%，农民一半以上的收入来自于滩羊养殖。

　　“都说我胆子大、脑子活，我觉得跟全县整体氛围关系很大。”强奋林笑道。

　　激发创新活力，关键在于营造良好创新生态。

　　盐池县充分发挥创新引领发展的第一动力作用，研究出台《实施创新驱动战略推动工业经济高质量发展的意见》、连续8年修订“创新驱动28条”等政策，创新环境持续优化。

　　“在政府，我们是个‘特殊存在’。”盐池县科技局局长屈昊告诉科技日报记者。

　　他之所以这样说，是因为县四套班子分别成立了科技创新工作领导专班。扁平化的创新体系，让创新政策和机制“一竿子插到底”，有效推动了科技管理和地方特色基础研究及示范推广。

　　举一纲而万目张。在多元化科技创新投入体系的撬动下，盐池县财政研发经费投入保持30％的年增长率，累计发放“宁科贷”2480万元、贷款贴息300余万元，兑现企业创新驱动奖补资金2.6亿元，研究与试验发展（R＆D）经费投入增长率达30％以上。

　　三链融合 孕育发展伟力

　　要发展，更要高质量发展。盐池县紧盯创新主体不放松，推动各类创新要素向企业聚集。

　　2020年10月，宁夏深燃众源天然气有限公司放出一个“大卫星”——在国内首次实现BOG制取液氦产品示范运行，为解决国家战略氦资源短缺问题提供了有力借鉴。

　　“这是我们与中科院理化研究所、中科富海低温科技有限公司深入合作的硕果。”该公司副总经理常国宾表示。

　　东部的智慧，西部的激情，在这片土地上交织、升腾。

　　近年来，盐池县不断深化东西部科技合作机制，加强与中科院、上海交大等高校院所合作，研发推广一批支撑滩羊、黄花菜、化工能源等特色优势产业发展的新品种、新技术和新模式。最让当地人骄傲的滩羊产业，建起了全产业链现代农业体系，四登“国宴”餐桌。

　　如今，盐池县累计培育科技型企业89家，建成滩羊产业研究院等创新平台13个，合作实施科技项目45个，输出创新技术40项，技术合同成交1.56亿元。

　　这个山区小县深谙为创新“储值”的道理。

　　盐池县竭力打造引智育才“策源地”，已建立产学研科教示范基地10个，吸引30余名专家落脚或兼职；开展“百名专家基层服务行”工作，滩羊、牧草、生态建设、中药材4家自治区级专家团队扎根；累计选派科技特派员300余人，实施乡村振兴科技人才项目84个，培训农民3万余人次。

　　人才链和创新链、产业链相互融合，孕育出更加磅礴之力，在宁夏东部崛起一个创新高地。

　　改善民生 彰显科技魅力

　　科技为民、创新利民。亮出民生底色的地方，才有真的幸福。

　　在盐池县，科技创新不是一个个生硬的数字，县委政府将改善民生作为它的重要方向，融入了百姓生活的点点滴滴。

　　创新是推开窗就映入眼帘的那一抹绿。

　　曾经“风吹沙子跑，抬脚不见踪”的盐池县，通过集聚科研院所力量实施一批生态工程，到2021年底，全县森林覆盖率、草原综合植被盖度分别达到28.07%和58.45%，200多万亩严重沙化土地得到有效治理，100亩以上的明沙丘基本消除，成为毛乌素沙地治理全国样板。

　　创新是在家就能享优质医疗的那根线。

　　通过远程交流，花马池镇长城村村民陈晓露与县中医院专家确定了治疗方案，这种便捷的看病方式让她欣喜。近10年，盐池县85%以上的财力用于改善民生，县域就诊率达到95.8%，基层门诊率达到58.99%，实现了“检查在基层，诊断在县级”的目标，医改经验全国推广。

　　在这里，创新还是全区率先推进“互联网+教育”；是治安和交通领域实现全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控；是建立智慧扶贫综合管理服务平台，在全国创造金融扶贫“盐池模式”……

　　一件接着一件干，一届接着一届干，一张蓝图绘到底。盐池县每年实施的民生项目，从几十项增到了百余项。

　　截至2021年底，全县地区生产总值达到162.98亿元，工业总产值突破200亿元大关，人均GDP达到10.23万元，超过全国全区平均水平，光是国家级荣誉就捧回87项。

　　“为了增进民生福祉，科技创新、县域创新这条路，我们将坚定不移地走下去。”王海宁说。（本报记者 王迎霞）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）