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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。

用独特设计语言讲好中国故事******

　　作者：郭春方（吉林大学艺术学院院长、文学院博士生导师、一级教授，北京2022冬残奥会吉祥物“雪容融”设计团队负责人）

　　党的二十大报告强调：“推进文化自信自强，铸就社会主义文化新辉煌。”近些年来，我国不断推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展。

　　2022年，举世瞩目的北京冬奥会、冬残奥会中，艺术设计将“中国式浪漫”的民族风带向国际，真正做到在全球化语境中生动地表达“中国性”。令海内外民众感受到，中国设计是一门能够生动阐释中国美学精神、促进中华优秀传统文化焕发新的生机与活力的艺术语言。

　　早在北京冬奥会的筹备过程中，北京冬奥组委在会徽、吉祥物、奖牌、场馆、开闭幕式等全流程设计环节中，充分融入中华文化元素，提炼民族文化符号，对新时代中国文化意象进行解读。为时代画像、为时代立传、为时代明德，在记录时代风采的同时，通过奥运赛事，突破不同文化意识形态下人们的认知差异，向世界展现中国文化魅力、传播中国特色审美价值体系。

　　设计语言展现文化价值。近些年来，奥运会吉祥物作为承载着奥林匹克运动精神与主办国文化形象的重要载体，越来越受到国际奥林匹克委员会及各主办国的关注与厚爱。如今，吉祥物已不再是单一的公共符号象征，更转变为一个承载着主办国文化精神、地域特色、民族品格的视觉文化符号。

　　2019年9月17日，2022年北京冬残奥会吉祥物“雪容融”正式发布。它从一个普通的红灯笼，变为一个担当着使命职责的北京冬奥会的使者，设计团队先后为“雪容融”的灯笼形象加入了雪、如意、鸽子、天坛的形象，融入了剪纸的元素、发光的寓意和中国正月十五“雪打灯”的美好愿景，为红灯笼赋予文化内涵、注入奥林匹克精神、融入优秀的中国传统文化元素。

　　“冰墩墩”和“雪容融”作为2022年北京冬奥会和冬残奥会的吉祥物，先后随“天问一号”着陆火星，随“嫦娥五号”登陆太空，受到全世界民众的关注与喜爱，出现了“墩融难求”“过夜式排队”的抢购热潮。

　　据国际奥委会发布的《北京冬奥会市场营销报告》，在特许经营方面，北京冬奥会吉祥物相关特许商品的销量占全部特许商品的69%。时至今日，“冰墩墩”和“雪容融”仍是深受各年龄段群众喜爱的奥运吉祥物，“一户一墩”“一户一融”仍是人们热议的文娱话题，其周边文创产品在官方销售平台多次售罄脱销，在产生深远文化影响的同时，也带来了不可小觑的市场价值和经济效益。

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　　艺术与设计的形式是多种多样的，也是悄无声息沁人心脾的。“来时迎客松，别时赠折柳”，在北京冬奥会的开幕式上，耀眼的烟花以享有“国宝”之称的黄山迎客松图案绽放在鸟巢上空，向世人展示中国人民热情、好客的美好品格；闭幕式上，伴随着“人生难得是欢聚，唯有别离多”的悠扬音乐，舞蹈演员生动演绎“折柳寄情”。

　　开幕式倒计时短片中，每一秒钟对应着一个节气、一句古诗的设计，令观众眼前一亮。作为我国历史悠久的农业耕作时序、节令习俗，二十四节气记录着四季的更迭和时光的变迁，是在百姓物质生产生活中逐步形成的民俗文化产物；闭幕式上，依照中国民间“虎头鞋”的设计造型，以十二生肖为设计元素，打造了十二辆生肖造型的冰鞋车。孩子们推动着冰鞋车在赛场滑动，车轮滑动的痕迹钩织起中国结的造型轮廓。二十四节气与十二生肖的设计巧思前后呼应，中华文化元素令世界瞩目。

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　　《光明日报》（ 2022年12月28日 13版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）