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。
【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地******
中新网北京10月3日电题：【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地
记者 宋宇晟
“峰顶5G信号特别好。”2020年5月，登山队员在珠峰峰顶通过5G网络拨通电话。登山队登顶测量的高清视频画面，也通过5G网络实现了全世界实时共享。
这一年，全球海拔最高的5G基站——位于珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地的5G基站投入使用。同年，中国5G深入地下534米，全国首个煤矿井下5G网络建成，当时创造了全球最深地下5G网络的纪录。
在商用一年之内，中国5G就创造了“上山”“入地”的纪录。如今，三年过去了，中国5G的覆盖范围有多广？
世界上最大的5G网络
2019年，中国工信部向运营商发放5G牌照，开启了5G商用元年的序幕。同年，三大运营商官宣5G套餐资费，中国5G商用进程全面开启。
当时就有外媒指出，这标志着中国在成为科技超级大国之路上迈出了关键一步。英国广播公司(BBC)更是直接以“中国推出‘世界上最大的5G网络’”为题报道了中国5G发展情况。
5G牌照发放后，中国5G网络建设驶入“快车道”，中国加速进入万物互联时代。
这年7月，摩纳哥成为全球首个全境覆盖5G网络的国家。在此过程中，中国公司成为摩纳哥最可靠的合作伙伴之一。
而此后新冠肺炎疫情的暴发，让世界看到了中国5G布局的前瞻性。
2020年，路透社报道指出，“疫情期间网络负荷爆满，中国经受住了这一考验，网络适度超前建设显然功不可没。这也让大家尝到了5G网络的甜头。”
香港《南华早报》文章认为，疫情暴发后大量用户需要更快的网络连接和低延迟来支持多种应用，比如直播和远程会议，中国5G移动服务行业的长期发展将得到加速。
宽带发展联盟发布的报告显示，2021年第四季度，中国移动宽带用户使用移动宽带网络访问互联网时的综合平均下载速率已达到59.34Mbit/s。而这一数据在2017年还不足20Mbit/s。
资料图 中新社记者 陈骥旻 摄来之不易的5G引领
这片数字生活的“新天地”，是中国人闯出来的。
曾几何时，中国移动通信事业在很长一段时间都落于人后。自上世纪80年代以来，移动通信每10年就会出现新一代革命性技术。但起步的1G对于中国来说，几乎是一片空白。
有报道对5G之前中国的移动通信技术做过这样的梳理：1987年，中国正式进入1G时代，“大哥大”的造型深入人心，但核心技术和标准被外企牢牢掌握；1994年，2G在中国落地，发送短信成为可能，手机也越来越平民化；2009年，工信部发放3G牌照，更高的带宽和更稳定的传输速度让移动互联走入现实，国产手机顺势而起；2013年，4G牌照如期而至，中国自主研发的TD-LTE标准得到了广泛使用，催生了移动支付、短视频等全新业态。
从“3G突破”“4G同步”到“5G引领”，这十年，中国移动通信技术终于完成了从“追赶”到“引领”的历程。
数据显示，中国企业声明的5G标准必要专利占比达到38.2%，5G行业应用案例已累计超过2万个。
在当下的中国，5G正与万物互联：5G+工业互联网、5G+教育、5G+医疗、5G+农业、5G+交通运输、5G+能源、5G+VR、5G+AI……
国外网友艳羡的5G生活
5G技术在中国覆盖范围之大，也令国外网友艳羡不已。
2019年，在YouTube平台，一则视频“云南偏远少数民族脱贫”(Remote ethnic group rises above poverty in Yunnan, China)获得好评如潮。其中记录了中国少数民族独龙族生活的今昔对比。
独龙族的主要聚居地云南独龙江乡，深处峡谷，自然条件恶劣。新中国成立初期，独龙族“一步跨千年”，从原始社会末期直接过渡到社会主义社会。当世界步入数字时代，独龙族还能跟上时代的脚步吗？
不少网友在视频中发现，这么偏远的村庄居然有5G，很多人表达了羡慕之情。
2019年至今，以5G技术填平“数字鸿沟”的努力一直在持续。今年7月，独龙江乡6个行政村实现5G网络全覆盖。电商、直播带货这些数字时代的产物，正逐渐融入当地人的日常生活。
新加坡《联合早报》注意到，活跃在短视频平台“三农”领域的博主，在中国越来越多。
这有赖于十年来中国信息基础设施实现跨越发展。
数据显示，目前中国5G基站开通数、移动电话用户数全球第一。截至7月底，全国建成开通5G基站196.8万个，所有地级市城区、县城城区和96%的乡镇镇区实现5G网络覆盖，5G移动电话用户达到4.75亿户，比2021年末净增1.2亿户。
在中国国家博物馆“百年巨变——雕塑作品展”中，一件名为《5G时代》的雕塑记录了当代中国乡村数字生活的具体瞬间——两位老人开心地坐在村头的石磙上，高高举起手机，与远在他乡的亲人视频通话。
当然，被一起定格在雕塑中的，还有这个时代独有的中国5G印记。(完)
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