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。
2022年多项指标下滑 房地产市场短期复苏承压******
1月17日,国家统计局发布2022年全年房地产开发投资与销售数据。尽管行业政策面释放宽松信号,但2022年多项房地产数据指标仍保持下探,其中全国房地产开发投资额同比降幅为10%,罕见进入到两位数行列。在业内人士看来,2022年房地产市场供需两端面临冲击和压力,数据指标持续恶化,市场短期复苏承压。2023年供应端修复将晚于销售端,乐观情形下,2023年全年商品房销售面积同比或小幅增长,价格逐渐趋稳。
开发投资增速“跌”入两位数
2022年,全国房地产开发投资132895亿元,比上年下降10%;其中,住宅投资100646亿元,下降9.5%。
2022年,房地产开发企业房屋施工面积904999万平方米,比上年下降7.2%。其中,住宅施工面积639696万平方米,下降7.3%。房屋新开工面积120587万平方米,下降39.4%。其中,住宅新开工面积88135万平方米,下降39.8%。房屋竣工面积86222万平方米,下降15%。其中,住宅竣工面积62539万平方米,下降14.3%。
从数据表现上来看,全国房地产开发投资增速2021年为4.4%,此后一路保持下探,2022年4月,该项指标进入负增长区间。但也可以看到,12月单月投资、开工面积降幅略有收窄。
“2022年,全国房地产开发投资增速仍处于恶化状态,说明开发投资的压力比较大。”上海易居房地产研究院研究总监严跃进表示,目前改善开发投资指标的总体思路是清晰的,尤其是近期或发布资产负债表优化的21条方案,其将显著改善房企的资金状况和开发投资预期。
广东省城规院住房政策研究中心首席研究员李宇嘉表示,2022年开发投资下跌10%,为年度最大跌幅。上一次楼市开发投资承压还是2015年去库存时期,彼时开发投资仍旧增长1%。可见,2022年楼市的压力是史无前例的。拖累开发投资的直接原因,就是前端的土地出让和新开工,土地购置费和建筑工程,合计占据开发投资70%左右的份额。2022年,土地出让下滑53.4%、新开工下滑39.4%,都是年度最大的跌幅。
房地产市场“萎缩”成为常态,房企拿地的积极性也受到抑制。2022年,全国房企土地购置面积同比增速为-53.4%。土地市场大体上下跌或萎缩了50%,若剔除城投等企业托底现象,相关数据表现会更糟。
中指研究院数据显示,2022年,TOP100企业拿地总额12975亿元,同比下降48.9%,全年整体拿地低迷。TOP100门槛值为48亿元,较上年同期下降24亿元,TOP100企业招拍挂权益拿地总额占全国300城土地出让金的比例为35.3%。
商品房销售延续跌势
寒冬模式的开启,供需两端皆保持“观望”。
在商品房销售和待售方面,2022年商品房销售面积135837万平方米,比上年下降24.3%,其中住宅销售面积下降26.8%。商品房销售额133308亿元,下降26.7%,其中住宅销售额下降28.3%。
2022年末,商品房待售面积56366万平方米,比上年增长10.5%。其中,住宅待售面积增长18.4%。
“在多地疫情形势严峻、居民置业意愿较低、居民收入预期未明显转好下,楼市活跃度恢复不明显。”中指研究院指数事业部市场研究总监陈文静分析称,12月单月全国商品房销售面积和金额同比降幅较上月分别收窄1.7个和4.6个百分点,但累计情况来看,2022年全年累计同比降幅仍超两成,且降幅延续扩大态势。各区域销售面积累计同比降幅均扩大,其中西部、东北地区降幅较明显;销售金额方面,东部地区累计同比降幅较1-11月略有收窄,其余地区降幅扩大趋势未改。
严跃进则表示,当前房屋销售数据总体弱于预期,全年下跌近25%的水平,说明购房需求刺激面临阻力。不过2023年要乐观看待此类数据,随着疫情过了高峰期,新一轮社会经济刺激工作会加速,购房市场势必有较好的表现和转机。
供应端修复晚于销售端
对于未来市场走势,陈文静直言,2023年供应端修复将晚于销售端,新开工面积和房地产开发投资仍面临一定下行压力,新开工面积在销售恢复节奏较慢、土地成交缩量、企业资金压力仍较大等因素影响下,预计难有明显改善;在“保交楼”资金推动下,房屋竣工或将得到改善,从而对房地产开发投资形成一定支撑,但企业拿地谨慎、新开工继续缩量等导致开发投资下行态势难改。
短期来看,需求端政策将进一步加快落实,符合条件的城市首套房贷利率有望下调,核心一二线城市政策空间不断释放,降低首付比例、降低房贷利率、优化区域限购等政策或继续跟进。据中指监测,近期北京、上海、杭州等核心城市购房情绪有所修复,预计未来随着政策进一步优化及显效,更多核心城市市场信心有望回升。若各地政策执行到位,全国房地产市场最早或在二季度企稳,乐观情形下,2023年全年商品房销售面积同比或小幅增长,价格逐渐趋稳。
在李宇嘉看来,当前的关键是稳定房价,房价不稳,不仅居民不愿意买房,金融机构也不愿意介入,不愿意参与收并购、纾困。进一步讲,房企资金链也难以好转。近期政策加力很明显,包括利率不设下限对冲房价下跌预期,鼓励需求入市。2023年上半年,处于疫后休养生息、修复预期、稳定基本面的时期,预计量价还将继续下跌,但在2022年低基数的基础上,跌幅或许收窄。下半年,量价和预期将逐步企稳。