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。
王斑:演员要为角色代言******
【文艺人物志】
光明日报记者 郝泽华
《雷雨》中的周朴园、周萍,《北京人》中的曾文清,《我们的荆轲》中的荆轲……他跑过无数龙套,演绎过大量让观众印象深刻的角色。2007年,他凭借《雷雨》获得中国话剧金狮奖,2013年又凭借《我们的荆轲》获得中国戏剧梅花奖。成绩的背后是他30多年的勤勉与付出。他说:“人们都喜欢‘神来之笔’,其实‘神来之笔’都是从潜移默化的积累中来的。”
王斑 光明图片
天空湛蓝澄澈,气温悄然转冷。北京人民艺术剧院的排练厅里,一桌二椅摆开,两名演员轻装上阵,话剧《香山之夜》正在排练。“我们的事业是正义的,正义的事业,是任何敌人也攻不破的。”北京人民艺术剧院演员王斑正用湘潭话流利地讲着台词。身披灰色外套,手中一杯浓茶,指间一支香烟,省去专业的妆造,走出舞美的修饰,仅朗声谈笑间,王斑饰演的毛泽东便已有了几分伟人的神韵。
王斑正在排演的话剧《香山之夜》,聚焦1949年4月23日人民解放军解放南京这一重大历史时刻,以毛泽东在香山双清别墅的内心活动为主线,将不同时空的人物放在同一戏剧场景里,展开了一场充满艺术想象力的“超时空对话”。王斑收放自如的表演背后,是其作为一名演员对于表演事业的孜孜以求、躬耕不辍。
作为北京人艺第一次出演毛泽东舞台艺术形象的演员,王斑深感肩上的责任与使命:“我到人艺三十多年了,演了那么多角色,都是在为这样的人物做铺垫。”排练厅墙上“戏比天大”四个大字,与王斑遥遥相望。
1971年出生于河南郑州的王斑,16岁踏进中央戏剧学院表演系的大门,成为中戏87级表演班年纪最小的一个。中戏毕业后,王斑进入北京人艺,扎根于人艺剧场,如今已是第31年。《雷雨》中的周朴园、周萍,《北京人》中的曾文清,《我们的荆轲》中的荆轲……在北京人艺的舞台上,王斑跑过数不清的龙套,也演绎过不少让观众印象深刻的角色,收获了许多掌声与赞誉。2007年,王斑凭借《雷雨》中的表现获得中国话剧金狮奖表演奖,2013年,他又凭借《我们的荆轲》获得第26届中国戏剧梅花奖,这也是中国戏剧表演艺术的最高奖。种种成绩的背后,是王斑始终如一的勤勉与努力。
在《香山之夜》中,为了让自己饰演的毛泽东尽可能形神兼备,王斑下了不少苦功夫。“演毛泽东这样的人物需要做很多功课,要了解各大历史事件,以及人物在事件中的状态和心理,还要体会人物的精神境界。”在准备阶段,王斑把《毛泽东选集》摆在床头,每天清晨都念上几段。讲到这里,王斑笑了笑:“人们都喜欢‘神来之笔’,其实‘神来之笔’都是从潜移默化的积累中来的。”为了讲好湘潭话,王斑专门托人用湘潭话将剧本中毛泽东的台词全部录了一遍,自己逐句跟着学。此外,他还几次前往香山双清别墅,徘徊在房屋、小径、草木间,将双清别墅白昼与夜晚的样子一一刻入脑海,不断揣摩毛泽东在此间的心绪与感受。
“我不是特型演员,为了演好这个角色,我需要进行一些外形的改变,尽量靠近56岁的毛泽东。那时他正值盛年,身材比较魁梧。”为此,原本体型偏瘦的王斑开始有计划地增重。但他清楚,仅仅塑造好外形是远远不够的:“演员是一个传递者。演好毛泽东,难的不是外形上的接近,而是如何传递他的思想。”
“演员饰演角色,一定要为角色代言。角色的音容笑貌、行走坐卧,我都要反复揣摩,思考观众能否接受。”在《香山之夜》中,王斑有一段朗诵毛泽东《沁园春·雪》的表演。每每王斑朗诵完毕,观众都会报以热烈掌声。那段朗诵花费了王斑不少心血。最初,王斑打算以洪亮、优美的声音完成朗诵。但某一天,王斑意识到:“这不是香山之夜毛主席的朗诵状态。”面对记者的疑惑,他解释道:“《沁园春·雪》是毛主席写的词,我在舞台上朗诵时是第一人称,于是我使用了一些方言。”后来,王斑又琢磨,这段朗诵不该是一气呵成,而应该在不断思考中、在与现实呼应的过程中进行,后来他想明白了:“毛主席朗诵这首词时,心中装着的江山其实就是人民。”
在诠释角色的过程中,王斑也和伙伴们走过一些弯路。“经典是需要不断打磨的。”他坦言,一开始,两位演员的动作设计都相对繁琐,一段戏里满是手势和动作。但慢慢地,王斑和饰演蒋介石的演员方旭认识到“好钢要用在刀刃上”,化繁为简,只在关键的时候用一些典型动作,反倒产生了画龙点睛的效果。
当《香山之夜》在北京怀柔演出结束时,观众纷纷起立鼓掌。那一刻,聚光灯下的王斑热泪盈眶。他深知掌声背后的复杂性——那一方面来自观众对毛主席的敬仰和爱戴,另一方面也是观众对演员表演的认可。
“其实我很想把这个戏一直演下去,演一辈子,那将是多么光荣的一件事啊。但那是不可能的,我还要去接触其他角色。”王斑坦言,演员总是在各种角色中跳来跳去,这是很幸福的事,但有时也会给演员带来一些负担,因为角色会“附体”在演员身上,比如,饰演毛泽东那段时间,身边的朋友会感叹:“你的眼神好像毛主席啊!”王斑听后很开心,但又有些焦虑,担心自己一直带着毛主席的眼神,就没法演别的角色了。“演员的人生与各种角色交织在一起,我们的生活实际上一直是一个‘提起来’,然后再‘放下’的过程。”
日光西斜,戏已散场。王斑把灰色的外套认真穿好,顺次系上一粒粒扣子,缓步走出排练厅。无形的聚光灯、荣誉与喝彩之外,王斑再一次回归坦诚、真实、谦逊的自我。舞台的大幕一次次拉开又落下,帷幕开合之间,王斑不断体味着作为演员的“进入”与“回归”。
《光明日报》( 2022年12月21日 13版)