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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。

动物史研究的兴起与发展******

　　作者：陈怀宇（河南大学特聘教授）

　　动物史已经在国际学界引起了持续的关注。在2022年8月下旬波兰波兹南市举行的第23届国际历史科学大会上，开幕式安排的主题发言第一场便是“动物史和人类史的交互演进”，强调“动物的主体性”“人类记录中的动物”“动物的展现”“野生和家养动物的管理”四方面的研究。这充分说明了动物史研究的重要性和前沿性。人类的生活离不开动物，人类历史的发展也是和动物共生的历程。当然，从自然史的角度而言，动物的历史要比人类的历史久远得多。

　　进入人类世之后，人类的活动范围不断扩大，而动物的活动范围不断缩小，特别是启蒙时代以来，人类被视为万物之灵，地位凌驾于自然界的动物之上。人口在二战后爆发式增长，工业化在全球迅猛发展，与之相伴随的是自然生态环境的恶化，地球上的物种急剧减少，下一代能亲眼看见的动物越来越少。这种危机促使学者从将动物看作是客体和资源使用转向思考与动物共存共生。当国际学界出现这样的自觉意识之后，去人类中心主义的动物史作为一门新兴学问应运而生。动物史试图从动物的角度，分析动物如何参与并塑造人类的社会生活，帮助人类重新定义自身。动物史也关注环境和生态危机，因此可以说是环境史的延伸。此外，与传统科技史主要将动物视为人类思考和研究的客体相比，动物史特别增加了关怀动物生存状况的伦理维度，因此为传统科技史增加了人文面相。

　　近二十年来动物史研究蓬勃发展，但仍然面临很多挑战。首先，动物史作为一门史学新兴领域，在史料的选择和运用方面仍然存在很大局限，因为动物本身并无语言文字，也不能创造出图像材料。人类对动物史的认识，必须仰赖自身创造的史料，包括语言文献、视觉图像、传说和口述资料等。因而历史学者在阐述史料中呈现的所谓动物的声音和动物的能动性时要特别小心谨慎。

　　其次，目前动物史所探讨的范围，很大程度上局限于与人类关系密切的动物，特别是脊椎动物和哺乳动物。这些动物长期以来被当作人类重要的营养来源，在远古时期参与了人类历史进化，历史上也被用来制作皮毛用品，甚至成为人类精神和文化生活的一部分。人类从动物那里获得灵感，创造文学、艺术，再现动物。与人类关系密切的动物，如牛、马等，留存下来的史料较为丰富，而相当多的未驯化的野生动物，如麋鹿等，古人与其接触不多，留存下来的史料较少。甚至大熊猫这种现在大家广为熟知的动物，直到近代才引起广泛关注，古代的史料相当有限。至于一些海洋动物，如鲸鱼、鲨鱼、海星等，古人也所知甚少，因而留下来的史料不多。这些都给更为全面广阔的动物史研究带来很多困难。

　　最后，动物史主要由欧美学者倡导，目前动物史研究并没有出现国际性学会和组织，在大学和研究院也没有学系和研究所等学科建制，仅在美国纽约大学等少数学校设立了以动物研究为主修的专门学位,完备性尚待时日。

　　动物史虽然面临学科建制不成熟的挑战，不过也存在着发展机遇，出现了不少国际项目以及合作计划。动物史研究的论文也经常出现在一些期刊上，比如《社会与动物》等，这些期刊不仅仅限于动物史，大多是广义的动物研究。此外，还有不少出版社出版动物史系列丛书。中文学界也将陆续推出一系列海外动物史重要论著的中译本以及中国学者原创的学术研究作品。显然，未来动物史研究将迎来发展新机遇。

　　动物史受到去欧洲中心主义、去殖民主义的影响，出现全球史研究的趋势，比如美国历史学家特劳特曼在其著作《大象与国王：环境史》中探讨了大象在埃及、两河流域、印度、中国古代文明发展史上的政治意义，特别是王室用大象进行祭祀、狩猎和展示来构建王权的象征性意义，以及大象在南亚和东南亚历史上所发挥的军事作用，甚至也涉及了大象在近东地区和欧洲作为战争工具的流布。

　　值得注意的是，研究者近年来尤为关注亚洲的动物史。历史上，来自中亚、南亚和东南亚的各民族通过丝绸之路，将一些动物作为贡品或者贸易物品带到东亚；基于亚洲历史上各国之间的互动和交流，动物外交成为学者关注的重点。此外，欧美探险家、考古学家和收藏家在丝绸之路沿线的考古遗址和古代遗址中发现和收集了许多写本和铭文，这些丰富的文献以多种不同的语言写成，包括于阗语、中古波斯语、蒙古语、粟特语、西夏语、藏语、吐火罗语和突厥回鹘语等。对这些文献中出现的动物进行研究，将帮助我们更全面地了解亚洲的动物文化及其在塑造亚洲历史乃至更广阔的人类历史中所发挥的作用。

　　关于亚洲动物史研究，除了上述关注重点，近年来欧美学术界还出现了一些重要作品，如耶鲁大学教授米哈伊尔的奥斯曼帝国埃及动物史、荷兰阿姆斯特丹大学教授布姆加德的马来世界猛虎研究等等。在一些学术会议和工作坊，也频频出现有关亚洲动物史的议题。越来越多的研究亚洲地区的学者，无论研究文学、历史还是宗教，都开始重视动物研究，并将动物研究的新方法与文本分析的传统方法结合起来，以揭示动物在传统和近代亚洲经济以及社会文化生活中的地位、功能和角色。

　　动物史的发展与人类的现实关怀紧密结合在一起。未来的动物史研究应该继续拓展地理范围，从跨国和全球的视角，关注不同族群如何记录动物的活动及其对人类生活的影响，从广度和深度上推进动物史研究进一步发展。

　　随着科学技术的迅猛发展，从科技角度对人与动物之间的关系进行研究，近些年主要集中在人工智能和脑成像领域。美国动物行为学家斯洛波奇科夫与计算机专家合作，通过一种人与动物之间的翻译器，将动物的声音、脸部表情、肢体动作译成人类能懂的语言，实现人与动物更为密切的情感交流。而另一位美国学者伯恩斯则用脑成像技术试图理解动物的心理活动。这些科技发展，可能会重新定义人与动物之间的关系，同时也会给人类带来许多难以预料的挑战。面对这些关涉人类社会发展的前瞻性议题，动物史的研究将帮助我们更好地认识和思考人与动物的关系，保护生物多样性，为后世的永续发展提供一个健康的环境。

　　《光明日报》（ 2023年01月09日 14版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）