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。

慢火车上“赶大集”******

　　2023年春运第一天，从上海回家过年的刘贵宾在返乡列车上赶了趟大集。在这趟行驶在祖国最北端的4045/4046次慢火车上，刘贵宾看中了零食大礼包和冻货，“没想到有冻大鹅，很新鲜”。今年过年，他正为网购的年货尚未发货发愁，就在返乡的车上买到了年货，“下车就回家，什么也不耽误”。

　　同样开心的还有家住杨木山村的张大海，今年赶集，他不用去邻镇，也不用担心赶不上回家的车。村附近的这趟慢火车，由黑龙江省齐齐哈尔市一路向北，开往加格达奇，全程431公里，是40多年来连接村民与外界的唯一通道。火车途经32个车站，其中有14个站每天只有这一趟列车经过。“以往出门赶集、外出购物时间稍长，就只能在外面留宿，第二天再回家。”

　　1月7日，为期40天的2023年春运开启，中国铁路哈尔滨局集团有限公司齐齐哈尔客运段把集市搬进了列车车厢。接下来10天，车上旅客尤其是沿线林区村民，在家门口的火车上就能“赶大集”，把年货带回家。

　　这也是疫情防控政策优化以来的首个春运。4045次列车长何斌感受到车厢里久违的热闹，“去年春运，我们列车车厢才十多个人”。经交通运输部估算，2023年春运期间客流总量约为20.95亿人次，比去年同期增长99.5%，恢复到2019年同期的70.3%。

　　人气高了，年味就有了。7日早上8时08分，从加格达奇开往齐齐哈尔的4046次列车准时发车，桌上摆着白菜、土豆、大葱、糖果、小鸡、蘑菇等货品的3号车厢，被分为蔬菜区、特产区、零食区、民俗区、旧物展销区，正慢慢迎来光顾“摊位”的旅客。

　　“今天上车主要是看看有没有猪肉，带点肥膘的那种。”10点多从杨木山站上车后，张大海就开始找车厢集市上的“好吃的”，他的女儿刚从北京回来，“我闺女就喜欢吃咱家乡的猪肉，用她的话说这是有‘烟火气’的。”

　　包括张大海在内，这趟车上的很多熟客都提前从旅客微信群里得知“车上要开办集市”。嫩江市伊拉哈镇伊拉哈中学支教老师李鹏就在群信息里留意到了“旧物展销区”。等到集市“开张”这一天，他如愿看到了玩偶、书籍等，“成色非常好，价格也合理，想给学生们带回去”。他“淘”到的书里有《闪耀的科学奖项》《开发你的大脑》等。

　　在民俗区，车厢里挂着福字、对联，摆着剪纸、玩偶，车厢外是雪地，两只红色的兔年玩偶靠在火车车窗上。一位母亲带着5岁的孩子在逛，“这不仅是孩子第一次乘坐火车，也是他第一次在火车上赶集。”这位母亲说。

　　“最受欢迎的还是零食区，特产区与民俗区也人气较高。老人基本会砍砍价，但我们这里按进货价卖，如果买得多或需要送礼，还免费提供产品包装。”董亲彭是这次列车集市上卖年货的乘务人员之一。这一路，慢火车缓缓穿行于兴安林海之间，“窗外一片白雪皑皑”，但董亲彭没时间看，他得称重、介绍货品，“人多的时候还要大声吆喝，忙得很”。

　　在亲切的东北话中，熟悉的赶集画面回来了，旅客们的手推车也从轻到重。90后志愿者刘亚南是列车大集的导购员，她注意到，这天中午12时33分，一些赶集的旅客在嫩江站下车，准备搭乘齐齐哈尔至加格达奇的4045次列车回家，“由于忙着采购，好多人没来得及吃午饭，他们在大集上买了烧饼、黄瓜，打算上了火车后再把午饭补上。”

　　“记忆中的赶集非常热闹，说话得喊着说，赶完集基本上嗓子也哑了。”齐齐哈尔富裕县忠厚乡春生村支部书记李辉特意在列车大集的特产区转了转，他说，传统集市上，独有的冻梨、冻柿子、冻黄桃是抢手货，其中一些货品也出现车厢里。

　　“3个月前，我们通过常旅客微信群征集大家对于春运集市的需求与意见，最终确定6个品类，进行市场比价、选品。”何斌介绍，这是该客运段3年来头一次在列车车厢内摆起摊位，包括冻梨、溜达鸡等热销货品在内，所有年货的价格由齐齐哈尔客运段经营科统一定价，与市场价基本相同，“采购多少钱就卖多少钱”。

　　从打通扶贫路，到开办列车集市，“公益服务”一直是这趟慢火车不变的底色。在古老又年轻的列车集市上，李辉给孩子们挑了几个兔年玩偶，他还找何斌聊了聊，“现在做生意难，我们村都是采山货的农民”。让他惊喜的是，列车长也很欢迎卖货的村民走进列车，拓宽增收的路。

　　李辉说，如果明年还有列车大集，一定要让村里卖土特产的村民也来卖卖，“让乘客看看我们东北的榛蘑、木耳等特产”。

　　通讯员 徐率 中青报·中青网见习记者 朱彩云 来源：中国青年报