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。
想去三、四线城市就业大学生占比呈上升趋势******
《社会蓝皮书:2023年中国社会形势分析与预测》发布——
想去三、四线城市就业大学生占比呈上升趋势
中国社会科学院社会学研究所与社会科学文献出版社近日联合发布了《社会蓝皮书:2023年中国社会形势分析与预测》(以下简称“蓝皮书”)。蓝皮书指出,大学生就业地域偏好明显,想去北上广深等一线大城市和二线经济发达城市的大学生仍占大多数,不过这一占比呈缓慢下降趋势。想去三、四线城市以及小县城、基层乡镇和农村工作的大学生占比虽然相对较少,但呈上升趋势。
教育部的数据显示,2023届全国普通高校毕业生规模预计达1158万人,比2022届增加82万人。
高校毕业生倾向三、四线城市为什么会呈上升趋势?对于超千万的毕业生群体来说,这是否会成为一个新信号?记者对此进行了调查。
一、二线城市仍是首选
家住河南郑州的刘燕在大学所学专业属于师范类,正在准备参加当地的教师招聘。她说:“肯定还是想优先考一、二线城市。如果没考上,考离家近的三、四线城市也能接受。”
“毕业生刚走出大学校门,尽管不能全面理解城市等级和职业生涯的关系,但总能判断出在各类城市就业的长短期收益差异。”中国宏观经济研究院社会政策室副主任魏国学表示,进入一线城市会面临激烈竞争,薪资水平和生活舒适度方面可能并不友好,但可以预期更高的发展上限和更广阔的职业空间,在跳槽或者失业时的回旋余地更大。毕业生到三、四线城市求职的竞争压力相对较小,但也存在劳动力市场规模小、制约长期发展空间的局限性。
“毕业生在一线城市和三、四线城市之间做出选择,本质上都是在权衡职业生涯的长短期利弊,并非一线城市吸引力不再。”魏国学坦言。
虽然,在三、四线城市就业的意愿增强,但蓝皮书显示,2021年,想去北上广工作的大学生占比34.1%,想去二线省会城市或经济较为发达的非省会城市的占比39.27%,合计超过70%。这说明大部分大学生依然倾向于“传统”大城市。
魏国学分析,一线城市资源集聚和配置能力从未停止增长,职场吸引力也在持续增强,加剧了已然激烈的竞争。因此,当毕业生觉得长远的预期收益难以抵消短期竞争带来的损失时,到三、四线城市的意愿就会增强。
以家乡为参照对比城市间就业优劣
家住济南的赵禾马上大学毕业,在找工作的这段日子里,他以家庭所在城市为最低标准进行择业。“除非是公务员外派,不然去别的三、四线城市不如在老家工作。”
不愿离开家乡,是不是代表着这届毕业生更加“佛系”?
“对毕业生而言,没有比老家城市更熟悉的参照系。”魏国学坦言,毕业生离开故土到陌生的城市工作,除了要适应当地环境,还需重构社会网络,在短期可能得独自承担困难及风险,这些事项看起来很微妙,但对个体而言意味着成本,如果就业城市的收益低于家乡城市,远走他乡工作肯定是个亏本的决策,理性的毕业生会尽力避免。
魏国学说:“对比城市间就业优劣的难度非常大,主观性很强,部分结论甚至是道听途说,以家乡为参照进行比较是一种理性行为。”
选择就业城市并非一锤定音
近期,清华大学、南京大学、上海交通大学等高校陆续公布了2022年毕业生就业质量报告。
在这些报告中,高校2022年毕业去向落实率均在83%以上,高校毕业生就业“基本盘”稳定,并且呈现出扎根西部的趋势。其中,西安交通大学到中西部就业的大学生人数占比为59.52%,上海交通大学赴中西部就业的学生比例也创历史新高。
和高校就业质量报告一致,蓝皮书也显示出近三年的大学毕业生倾向到三、四线城市就业的趋势。2018年,大学生中想去三、四线城市工作的比例为7.29%,到2021年,这一比例上升到了11.77%。
“有几个关键因素对毕业生影响较大,带动毕业生将目光投向三、四线城市。”魏国学分析,城市边际发展能力和就业竞争强度此消彼长,一线城市逐步趋于成熟定性,经济增长速度放缓,释放高质量就业岗位的速度同步趋缓,劳动力市场对毕业生学历等门槛要求提高,求职竞争日益激烈,三、四线城市虽然整体发展水平不高,但发展速度较快,利好就业并舒缓竞争。
“数字经济一定程度上淡化了距离和区位对职业生涯的影响。数字经济在国民经济中的占比不断提高,创造了大量分散在三、四线城市的新就业岗位,毕业生薪资、机遇、发展空间与一线城市的差别并不明显。”魏国学提醒,到何类城市就业并非一锤定音,而是多次博弈。00后等新生代毕业生择业观更灵活,工作转换频率更快,无论一线城市还是三、四线城市,都不可能快速锁定职业生涯,愿意去三、四线城市就业,也能重返一线城市。
(记者 陈鹏 通讯员 鲁山青)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)