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。

阴山优麦聚焦科技创新 延长燕麦产业链******

　　在位于内蒙古乌兰察布的内蒙古阴山优麦食品有限公司（以下简称“阴山优麦”）的车间里，一派繁忙景象：产品生产区，工人正在燕麦产品生产线上操作；产品检测区，公司技术人员正在检验燕麦产品质量；产品打包、装卸工区，工人正忙着装箱、贴单、装车……一系列工序井然有序地进行。

　　阴山优麦成立于2015年，是一家集燕麦育种、规模化种植、农产品深加工、产品销售、仓储物流、燕麦科技创新和燕麦文化与品牌推广于一体的燕麦全产业链公司。从一家小公司成长为农业产业化国家重点龙头企业，小燕麦做成了大产业。阴山优麦董事长卢文兵说：“公司的高成长性源于坚持创新发展，立足农产品深加工，持续完善产业链，走出一条农业科技现代化发展之路。”

　　“燕麦是乌兰察布的主要农作物之一。我一直想通过建立龙头企业，以‘公司+农场+农户’的方式，带动燕麦产业发展，为农民增收致富作出贡献。”卢文兵说，依据当地资源优势，公司大力发展农产品精深加工，提高燕麦资源利用率，提升农产品附加值，加快农业产业化发展。

　　“为提高生产效率，我们以调整生产加工工艺流程为抓手，对生产线实施了大规模技术改造。”阴山优麦常务副总经理肖平波说，通过对生产线进行自动化改造，生产效率和产品质量均得到显著提升。目前，阴山优麦已建成年产3万吨燕麦香米、2万吨燕麦片、2000万个燕麦杯、6000吨燕麦粉（莜面）加工生产线。

　　除生产线改造外，阴山优麦严格把控产品质量，精细化管理，以优质产品开拓市场。为了给消费者提供优质燕麦，在种植环节上严格按照有机体系标准规范种植；在加工过程中运用先进工艺和检测设备严把质量关，不断完善产品质量控制管理制度。“公司实现从原料、生产、加工到销售的全链路质量控制和管理，从而有效防范和控制质量风险。”卢文兵说。

　　创新是企业发展的动力源泉。近年来，阴山优麦通过加强产学研合作、加大研发投入等方式，不断探索新技术，研发新产品。卢文兵说：“为提高创新能力，我们与乌兰察布市农林科学研究所等科研院所开展合作。比如，在种植基地技术指导、优质燕麦品种繁育以及燕麦加工与推广等方面深入合作，拓展产品研发的深度和广度，着力开发燕麦高端产品，进一步延伸产业链，提升产品附加值。”

　　在公司的产品展示区域内，记者看到燕麦米、燕麦肽、燕麦谷物饮等一系列深加工产品。工作人员介绍，借助科技手段进行深加工之后，每亩燕麦能够实现约2000元的产值。尝到先进技术的甜头，阴山优麦更加坚定了走创新发展之路的决心，坚持做研究、搞创新。公司结合市场需求相继推出了燕麦纤维粉等高附加值产品以及混合谷物燕麦产品。

　　凭借创新实践，阴山优麦还积极参与即食燕麦片地方标准的制定。截至目前，公司已获得发明专利9项、实用新型专利8项。

　　“坚定不移走农产品精深加工之路，是公司的发展方向。”卢文兵说，科技创新为企业注入强大发展动能，阴山优麦的市场份额不断扩大，竞争力得以增强。公司已建成覆盖20多个省份的市场销售网络，开拓了一批集团业务渠道及多个电商渠道。2020年实现销售额1.06亿元，2021年实现销售额1.2亿元，2022年销售额达2亿元。

　　当下，随着居民生活水平的提高以及对健康饮食需求的增加，燕麦食品未来消费人群和人均消费量将持续增长，中国燕麦市场前景广阔。卢文兵介绍，下一步，公司将立足当地特色农业优势，继续加大育种投入，与科研部门配合，培育高产、优质的燕麦新品种。同时，不断推进燕麦精深加工，加大产品创新力度，研发出更多优质健康、时尚便捷的燕麦食品，并将继续强化扶农助农机制，发挥龙头企业的带动作用，为农民增收、农业增效作出贡献。（余 健）