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。
扩大消费是经济高质量发展的内在要求******
作者:唐未兵(湖南师范大学马克思主义学院教授、湖南省中国特色社会主义理论体系研究中心研究员)
扩大内需对于促进经济高质量发展有着十分重要的意义,中共中央、国务院日前印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》指出,坚定实施扩大内需战略、培育完整内需体系,是加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的必然选择,是促进我国长远发展和长治久安的战略决策。消费需求是内需的重要组成部分,有效扩大消费需求才能更好地扩大内需,2022年中央经济工作会议指出“着力扩大国内需求”是2023年的重要工作,并强调“要把恢复和扩大消费摆在优先位置”。
一
从消费市场的供求关系状况来分析,当经济发展质量不高时,往往是无效供给与无效需求并存,市场供求关系通常是失衡的。此时,在供给领域,要么供给不足,出现短缺;要么产能过剩,库存积压。在需求领域,要么因收入水平低导致消费能力低;要么因商品和服务质量低、社会保障水平低、消费环境还不完善等原因不敢消费;要么有了较高收入,却因国内产品和服务供给结构升级缓慢等原因而不愿消费。
高质量发展是经济运行过程中实现了供求高水平动态均衡的发展。显然,实现高质量发展,既要促进有效供给,也要保证有效需求。促进有效供给的关键是提高供给质量。为此,中央提出积极建设现代化经济体系,以供给侧结构性改革为主线,推动我国供给体系在产业、产品、企业和要素四个层面提高质量。加快改造传统产业,大力发展高技术产业、战略性新兴产业、现代服务业和现代制造业,进一步调整和优化产业结构,不断提高高端产业比重,为我国产业从全球价值链的中低端向高端转变提供具有国际竞争力的产业支撑。尤其是要以新一轮技术革命和产业革命为契机,培育壮大创新型企业,促进知识、技术、信息、人才、数据等高端要素快速发展。同时强化企业的质量意识和精品意识,培育一批在国内外有质量优势的品牌产品,不断提高商品和服务的供给质量和数量,优化供给结构,以顺应消费升级趋势,更好满足居民不断升级的消费需求。从需求看,有效需求的关键是人民日益增长的美好生活需要能够不断得到满足。为此,一方面应在加大公共服务供给、不断提高就业质量、稳定增加居民收入的基础上,减轻居民的养老、医疗、教育等负担,稳定居民消费预期,增强居民的消费信心,释放被抑制的需求;另一方面培育新的消费热点,拓展新的消费领域,扩大新的消费需求。最终促进供需在更高水平实现动态平衡,进而实现经济高质量发展。
加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,是我国实现高质量发展的重大战略举措。在构建新发展格局的过程中,消费的作用非常重要。马克思深刻分析了社会再生产过程中生产、分配、交换和消费四个环节的辩证统一关系。生产决定分配、交换和消费,分配、交换和消费反作用于生产。生产和消费不仅具有直接的同一性,而且会相互作用,一方面生产决定消费,另一方面消费对生产产生反作用,消费是生产的目的和内在动力,使生产过程和产品得以最终完成。构建新发展格局的关键在于经济循环的畅通无阻,而畅通国民经济循环,必须加强社会再生产过程中的生产、分配、交换和消费四个环节的有效衔接,尤其是要全面促进消费,增强消费对经济发展的基础性作用,只有这样,国内大循环才会有稳定而又强劲的内生动力,生产过程和产品的最终实现才具有可靠保障。
二
党的二十大报告和2022年中央经济工作会议均提出,经济发展要实现“质的有效提升”和“量的合理增长”,这意味着实现经济高质量发展必须把经济增长质量和经济增长速度统一起来,在稳住经济增长速度的基础上提高经济发展质量,使发展速度和发展质量相互促进。当前,我国经济恢复的基础尚不牢固,需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力仍然较大。未来几年,化解经济下行压力、稳住经济增速是十分重要的任务。党的十八大以来,在拉动我国经济增长的“三驾马车”中,消费的表现突出,成为促进经济增长的第一拉动力,对经济增长的贡献率平均在60%以上。但从2022年的统计数据来看,最终消费支出对经济增长的贡献率有所下降。因此,当务之急是进一步统筹促进经济增长质量和经济增长速度,必须按照2022年中央经济工作会议所要求的,把恢复和扩大消费摆在优先位置,进一步激发消费活力、挖掘消费增长潜力,发挥好消费在推动经济实现质的有效提升和量的合理增长中的积极作用,为促进高质量发展作出新的贡献。
坚持从供给侧发力积极创造新的消费增长点。2022年中央经济工作会议强调“更好统筹供给侧结构性改革和扩大内需,通过高质量供给创造有效需求”。抓住绿色发展、数字经济与实体经济深度融合发展、产业结构调整转型等带来的发展机遇,加快实物消费基础设施提档升级,推动传统商贸创新发展,努力增加高品质产品和服务的供给。狠抓传统产业改造升级和战略性新兴产业培育壮大,着力补强产业链薄弱环节,在落实碳达峰碳中和目标任务过程中锻造新的产业竞争优势,创新打造更多消费新场景、新业态、新模式,促进数字消费、绿色消费,满足个性化、多样化、高品质的消费需求。加快推进重点领域产品和服务标准建设,完善消费领域信用信息共享共用机制,进一步改革体制机制,破除制约消费的体制机制障碍,使稳定消费的各项政策举措落实落地。要强化基本公共服务,兜牢基本民生底线,支持引导社会力量增加多元供给,持续增进民生福祉。
坚持从需求侧下功夫引导居民消费转型升级。增强消费能力,改善消费条件。完善收入分配制度,增加低收入群体收入,扩大中等收入群体,多渠道增加城乡居民收入,提高居民消费能力。加快消费结构升级,推进新型城镇化,催生新的增量需求。推动基于网络平台的消费增长,拓展新的智能化、信息化、体验式消费。发展多元托幼、养老服务。持续提升传统消费,大力培育新型消费,积极扩大服务消费,不断激发潜在消费,倡导进步的、文明的、健康的、科学的消费方式,促进物质消费与精神消费协调发展。
(本文系国家社会科学基金重大项目〔22&ZD051〕阶段性成果)
《光明日报》( 2023年01月10日 11版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)