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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。

让“互联网之光”点亮生活******

让“互联网之光”点亮生活

——2022年世界互联网大会“互联网之光”博览会侧记

　　2022年世界互联网大会“互联网之光”博览会11月8日至11日在浙江乌镇举行。自博览会开幕以来，每日观众络绎不绝。会场内，一项项顶尖科技成果，令参观者大开眼界。

　　本次博览会以“共建网络世界共创数字未来”为主题，吸引了来自40个国家和地区的415家企业和机构，以线下线上结合的方式，参与展示人工智能、大数据、网络安全等领域的最新技术产品。

　　数字技术作为世界科技革命和产业变革的先导力量，深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。本次博览会上，许多企业与机构展示了以数字技术促进经济社会发展的先进成果。

　　走进会场，首先看到的是浙江省数字化改革数字经济系统成果展。这是浙江数字化改革启动以来，首次面向公众展示数字经济系统取得的阶段性成果。展览亮点频频：在“产业大脑”板块，可以看到15个细分行业产业大脑的建设进展和成效；在“未来工厂”板块，展出的24家浙江数字化智慧工厂，不仅人均产能提升了几倍，生产过程中的碳排放也大大减少；在“重大应用”板块，一串串数字展示了企业码助企纾困取得的成效……

　　近年来，线上会议的应用越来越广。在中国移动展区，一场别开生面的线上会议格外吸睛：数字人物高度还原现场操作者容貌，还能随时互动……“基于中国移动的算网能力和5G技术，我们创新线上会议应用，主要通过3D建模的形式将会议场景搬到线上，每名参会人员都可以选择自己的数字人‘分身’，以数字人形式加入3D会场，从而实现与线下开会一样的效果。”工作人员介绍。

　　数字技术应用正以各种形式直接造福人们的生活。在腾讯展区，一款便携式的大脑手术导航系统令人眼前一亮。这个由北京协和医院联合腾讯AI Lab开发的智能化手术导航系统，就像为医生装上了一双“透视眼”，借助AI技术，将CT、MRI等虚拟影像与真实患者进行匹配，从而定位病灶，在手术期间实时展示3D脑部结构。目前，该系统临床初步应用取得成功。

　　在中国电子科技集团展台，一款外骨骼机器人吸引了参观者的目光。“通过这个设备，有些行动不便的老年人或患病人群可实现轻松行走，体力劳动者也可借助该设备减轻重物对关节的压力。”工作人员介绍。

　　随着信息化浪潮的不断推进，网络安全、数据安全受到了越来越多的重视。本次展会上，网络安全技术成果的展示获得了极大的关注。

　　在北信源展区，讲解员向参观者介绍安全应用产品：“我们把数据的所有权和管理权都交给了用户，这对于党政机关、国防军工、科研院所、金融机构等单位尤为重要。”

　　在360展台，一款互动小游戏引人注目。站在大屏幕前，根据提示做出相应的动作，屏幕上的游戏主人公随之移动，最终战胜所有“网络病毒”，闯关成功。“数字安全最大的痛点是‘看不见’攻击。360构建了以‘看见’为核心的数字安全大脑框架。”展台工作人员介绍，“截至目前，360建设本地安全大脑，完成一站式安全运营，累计服务超1万家政企客户。”

　　在每日互动展区，大屏幕上循环播放的“无磁盘计算方式”视频吸引了许多参会人员驻足交流。现场工作人员介绍，这是他们参与数据安全行业基础设施建设的最新成果：大数据联合计算产品“数聚（变）反应堆”。该产品通过无磁盘计算方式让数据计算在内存中进行，从而确保数据计算过程上链存证且原始数据不落盘，从根本上破解数据融合的安全顾虑。

　　自动驾驶汽车、“眼动输入”无障碍解决方案、AR感知交互眼镜、绘画机器人、智能头盔……各个展厅内尖端科技产品令人目不暇接。一名参观者感叹：“通过参观展览，我真真切切地体会到了数字技术的魅力，‘互联网之光’正在日益点亮人们的生活。”

　　（本报记者江南、金歆、李晓宏、史哲、窦瀚洋）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）