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 。
长江江豚“保姆” ：守护“水中大熊猫”健康成长******
(新春见闻)长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长
中新社武汉2月1日电 题：长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长
中新社记者 马芙蓉
春节假期，长江江豚饲养员邓正宇只休了3天便返回岗位 。“江豚对水位 、水温、声音等变化极为敏感，需要人24小时守护。”邓正宇近日介绍说 ，照料江豚“饮食起居” ，不敢有丝毫马虎。
长江江豚是全球唯一江豚淡水亚种 、中国国家一级重点保护野生动物 ，被称为“水中大熊猫” 。2017年长江江豚生态科学考察结果显示，其种群数量约1012头，状况极度濒危 。
自20世纪80年代起 ，中国逐步探索建立了就地保护、迁地保护、人工饲养繁育三大长江江豚保护策略 。其中 ，人工饲养繁育旨在通过开展长江豚类繁殖生物学、生理生态学 、生物声学及遗传学等基础生物学研究 ，为就地保护 、迁地保护提供技术支撑 。
邓正宇所任职 的中国科学院水生生物研究所白鱀豚馆 ，是中国唯一专门用于淡水鲸类饲养保育 、技术研究和公众科教的饲养场馆 。目前，这里生活着7头长江江豚，其中4头是在全人工环境下繁育 ，包括16岁 的雄性江豚“淘淘”及“淘淘”的儿子“汉宝” 、女儿“F9C22”。
据邓正宇介绍 ，白鱀豚馆现有4名专职饲养员，每人固定照料1至2头江豚 ，日常工作包括清污、喂食、检查江豚身体状况、训练江豚配合科研采样等 ，其中保证江豚健康 是重中之重 。
“它们不会说话 ，无法直接告诉你哪里不舒服。”邓正宇介绍说 ，一头成年江豚每天要吃4至5餐鱼 ，一餐进食约1公斤、用时大概10至15分钟。饲养员每天要检查江豚体表，监测其摄食量、摄食时间，据此判断其精神状态和健康状况。
邓正宇一直负责照顾江豚“洋洋” 。“洋洋” 是一头从江西鄱阳湖迁入白鱀豚馆的雌性江豚 。2020年6月 ，“洋洋”诞下“汉宝”后 ，邓正宇承担起照顾“母子俩”的重任 。
长江江豚妊娠期大约12个月 ，从“洋洋”怀孕到生产，邓正宇每日观察记录“洋洋”孕期状况 ，为它准备可口“饭菜”，喂食叶酸片和维生素片，定期采集B超影像 ，生怕有任何闪失 。“汉宝”出生后，邓正宇把它当自己孩子一样 ，悉心照顾。
朝夕相处中，江豚与饲养员建立了亲密 、信任关系。记者采访中看到，当邓正宇出现在水池边 ，“洋洋”与“汉宝”便快速游过来 ，任凭邓正宇抚摸它们 的头 、牙齿 。邓正宇在水池边走动时 ，“洋洋”与“汉宝”也追着他在水中起伏 。
成为饲养员这些年，邓正宇见证了人工饲养繁育江豚家族的不断壮大。“新的一年，希望江豚健康成长，也希望人工饲养繁育研究能取得更多突破。”他说。
记者从中科院水生所获悉 ，通过人工饲养繁育研究 ，该所科研人员已摸清江豚生物学特征 、繁殖生理学及规律 。接下来 ，将继续深入开展精子生物学、排卵监测 、人工授精技术等研究 ，更加全面系统掌握江豚繁育生存机制。(完)
