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。

中央农村工作会议系列解读⑱统筹发展和安全 保障粮食和重要农产品稳定安全供给******

　　作者：普蓂喆 中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　2022年中央农村工作会议强调“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。”会议着重强调了“安全”，从过去 “稳产保供”上升到“稳定安全供给”，是统筹发展和安全在农业领域的重要体现。

　　统筹发展和安全，既是重大理论问题，也是重要实践要求。面对风高浪急的国际环境、艰巨繁重的国内改革和超预期因素冲击，保障粮食和重要农产品稳定安全供给，要更加注意防范化解重大风险、守住安全底线，也要破除桎梏、推动高质量发展。

　　粮食稳定安全供给的基础扎实

　　我国粮食和重要农产品保供，坚持稳字当头、稳中求进，做到让14亿多人吃得饱、吃得好，保供基础扎实。

　　粮食保供制度完备。我国历来重视粮食和重要农产品稳产保供，中央一号文件等顶层政策将其置于突出位置，并把粮食和重要农产品纳入地方经济社会发展考核。中央和地方经济社会发展规划、产业发展规划，对粮食和重要农产品都有战略布局、系统规划。形成了“辅之以利、辅之以义”的支持体系，出台《国家粮食应急预案》《生活必需品市场供应应急管理办法》等应急办法，兼顾常态化保供与应急保供。

　　粮食供给数量充足。粮食产量连续十九连丰，连续八年稳定在1.3万亿斤以上。自2003年以来，粮食产量2-3年登上一个千亿斤新台阶，从4.5亿吨到5亿吨用时3年，5亿吨到5.5亿吨用时3年，5.5亿吨到6亿吨用时2年，6亿吨到6.5亿吨用时3年。其他重要农产品供给能力显著增强、品种更加丰富多样。我国是全球最大的蔬菜、水果生产国，猪肉产量常年在5400万吨左右，禽肉产量常年保持产大于需，牛羊肉产量在1200万吨以上，水产品产量约6500万吨。

　　粮食生产能力较强。紧抓耕地和种子两个要害，提升良种良法、农机装备水平。开展粮食生产功能区、重要农产品生产保护区建设，划定粮食生产功能区9亿亩，划定重要农产品生产保护区2.38亿亩。持续推进高标准农田建设，布局国家粮食安全产业带，形成一大批一季千斤、两季吨粮的优质良田。作物良种覆盖率超过96%，水稻、小麦种子自主率达100%。畜禽养殖规模化、标准化、专业化养殖水平提高，良种供给能力显著增强。

　　粮食流通韧性提升。建成八大粮食物流通道、“两横、六纵”粮食物流重点线路，形成成熟的现代粮食物流格局和运输网络，建成集应急供应网点、应急加工企业、应急配送中心、应急储运企业、国家级粮食市场信息直报点和地方粮食市场信息监测点于一体的应急响应体系。粮食、猪肉、棉花等重要农产品储备制度不断完善，发挥了调节供求、稳定市场、应对突发事件和维护农民利益的“调节器”作用。

　　统筹发展和安全，要把握好四方面关系

　　在新发展阶段，要辩证看待以下四方面关系，妥善处理粮食和重要农产品领域的“痼疾新患”，形成以安全保发展、以发展促安全的良好局面。

　　统筹“系统性”与“优先序”。保供制度设计需要系统思维，措施要明确优先序。农产品保供具有多对象、多环节、多部门、大范围、长周期等复杂特征，保供顶层设计上要有系统性考量。系统保护生产能力、加工能力、流通能力和农资产能，构建多部门协作机制。保供措施上，考虑经济社会发展要点、财政资源压力、政策实施效率，要明确措施优先序，避免“撒胡椒面”。聚焦重点品种、重点环节、重点部分，补齐关键短板，打造战略高地。

　　统筹“质”与“量”。粮食和重要农产品保供要更加安全，需统筹质的有效提升和量的合理增长。加快推进新一轮千亿斤粮食产能提升行动，从地、技、利、义等方面全方位夯实粮食安全根基，树立大食物观，构建多元化食物供给体系。要以量变的积累实现质变，更加重视农产品质量与食品安全。推动优质品种研发培育，调整调优种养结构，继续实施优质粮食工程，提升优质农产品供给能力，强化农产品质量安全监管。

　　统筹“技”与“策”。深挖技术与政策的支持潜力，协调配合形成更大合力。全面部署种业种源、农机农艺、农业颠覆性技术等领域，推动“藏粮于技”战略、种业振兴行动落实落地、抓出成效。以政策性信贷、政策性保险优化农业支持政策，进一步调动农民生产积极性。协调地方粮食安全责任分工，健全利益补偿机制，调动地方政府积极性。形成技术研发与政策支持合力，推动重大技术研发和应用，切实培育关键战略能力。

　　统筹“国内”与“国际”。我国消费需求刚性增长、资源环境压力加大、国内外生产成本倒挂等因素，使利用国际市场平衡、调剂和满足国内需求成为一种长期对策，迫切需要深化国际农业合作、寻求稳定的农产品贸易渠道。依靠国内国际两种资源、两个市场保障粮食和重要农产品安全，首先要做到以我为主、立足国内，“把饭碗牢牢端在自己手中”。再充分利用国际市场，同时防范国际农产品市场风险、加强战略性布局，更好地构建进口粮食供应链。

　　（本文为北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心项目/北京社会科学基金一般项目“习近平总书记关于粮食安全的重要论述研究”(22LLGLC068)的阶段性成果）