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。

二手烟、三手烟的危害究竟有多大？******

　　最近，一对60多岁的夫妻先后确诊了肺癌。妻子介绍，自己丈夫吸烟将近50年，没想到自己比他先患上肺癌。夫妻一方吸烟，另一方势必会被动地吸到二手烟、三手烟。

　　吸烟是导致肺癌的首要原因，即使不患肺癌，烟草也会对肺功能造成其他严重的损害。

　　每当劝身边人戒烟时，总会被这样的话噎住：“隔壁那谁，抽了一辈子烟，也活得好好的……”还有类似“我抽烟我身体不好，和你没什么关系”这样的话语。其实，抽烟不仅仅对抽烟者的身体有害，二手烟、三手烟对其他人也有很大危害，甚至超过了对抽烟者自身的危害！

　　什么是二手烟、三手烟？

　　点燃一支烟，吸烟者吸入的是经过过滤的烟雾，剩下大部分未经过滤的烟雾，就成为了“二手烟”。二手烟由两种烟雾混合而成：侧流烟和主流烟。侧流烟指的是直接从纸烟、雪茄或者烟斗里飘出的烟，主流烟则是从吸烟者嘴里吐出的烟雾。

　　二手烟中，有大约250种有毒物质，其中至少69种致癌，金属、烟草特有亚硝胺及多环芳烃等有害物质。据世界卫生组织报告，烟草每年使全球800多万人失去生命，其中，有120万非吸烟者死于二手烟暴露导致的疾病。同时二手烟暴露也是导致冠心病的重要因素。

　　三手烟其实来源于二手烟，但是比二手烟成分要复杂。“三手烟”是指附着在衣服、墙壁、地毯、家具甚至头发和皮肤等表面的残留烟草烟雾，所含的有毒成分包括氢氰酸、丁烷、甲苯、砷、铅、一氧化碳以及超过十种高度致癌的化合物。

　　三手烟会附着在接触到的任何物体上，且随着时间的推移而累积，可以渗入到地板和墙壁中，很难清除和清洁。此外，吸附在物体表面的三手烟还会重新散发到空气中，与氧化剂反应和其他化合物产生二次污染物。有研究表明，烟草烟气中残留的尼古丁会与环境中的一氧化二氮发生反应，形成致癌的烟草特异性亚硝胺。

　　二手烟、三手烟的危害有多大？

　　很多人认为，只要不在家人面前吸烟就不会对家人身体造成影响，但这种观点是错误的。相关研究指出，吸烟的父母就算不在他们的婴儿面前吸烟，却仍然从婴儿尿液中验出尼古丁的代谢物可丁宁，其含量是一般婴儿的5.58倍。

　　吸二手烟、三手烟的危害，可能比吸烟者还大！这是因为香烟点燃后外冒的烟与吸入的烟相比，一些致癌物质的含量更高，如一氧化碳含量高5倍，焦油和尼古丁高3倍，苯高4倍，氨高46倍，亚硝胺高50倍，这些物质被不吸烟者经鼻吸入呼吸道后，一样可损害气管上皮细胞，诱发癌变。

　　对女性来说，长期暴露在二手烟下可导致容颜早衰、月经紊乱、雌激素低下、骨质疏松，严重的还将引发宫颈癌、子宫癌等疾病。

　　儿童更易受到三手烟的危害，他们成天爬来爬去，嬉戏玩耍，经常接触到被污染的表面。由于婴幼儿和儿童体重相对成人低，免疫系统较脆弱，吸入这些有害物质后，最直接的后果就是引起婴幼儿的呼吸系统问题，如急性支气管炎、哮喘等。另外，环境中的烟草残留物，也可对儿童的神经系统、呼吸系统、循环系统等造成不小的危害。

图源：摄图网

　　如何尽量减少二手烟、三手烟的伤害？

　　如果无法避免经常暴露在二手烟或三手烟的环境中，可以通过以下几点措施，尽量减少二手烟、三手烟对自己的伤害。

　　开窗通风。在室内即使只吸一支烟，也需要开窗通风16个小时以上，才能使PM2.5浓度恢复之前的水平。除了开窗通风，室内还可以适当摆放绿植，必要时可使用空气净化器。

　　及时清洗衣物。若身边有人吸烟，不要在吸过烟的环境中长期停留，回家后应更换衣服且洗澡。及时更换可能存在三手烟的物品如衣物、窗帘、地毯、床上用品等，并且避免在室内留放吸烟用品。

　　多吃水果蔬菜。多吃富含胡萝卜素及维生素C的新鲜蔬果，适当喝些绿茶，这些食物有助于清除烟进入人体后产生的自由基，减少伤害。

　　远离吸烟者。在室外尽量少在吸烟场所逗留，尤其是婴幼儿、青少年及体弱多病者等特殊人群。外出旅游时，尽量选择待在无烟区。乘车时，选择无烟车厢；住酒店时，选择无烟的房间。

　　劝他人戒烟。如果避无可避，要对吸烟者果断说“不”，让他不要在公共场所吸烟。

　　癌症是多个因素综合作用的结果，吸烟只是其中的一个重要因素，但这是最重要的一个因素，又是一个绝对可以控制的因素，为爱人，为子女，为了身边的人，为了健康，戒烟吧！

　　来源：科技日报、中国疾病预防控制中心、生命时报、人民日报、科普熊猫、广东卫生信息

　　整理：刘雪洁