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。

抹掉60年烟尘 恢复乾隆年间风貌 迈进琼华岛畔漪澜堂******

　　在北海公园琼华岛北侧，有一处建于清乾隆十六年的古建筑群——漪澜堂，这里原是皇家游憩、宴寝的场所，后来曾用作饭庄近60年。前不久，历时三年修缮的漪澜堂终于完成布展开门迎客，上万平方米建筑群与近千件精美陈设复原这处皇家建筑的原始风貌。

　　亮相

　　对照清史档案修缮38座文物建筑

　　漪澜堂建在北海琼华岛的北侧，是清乾隆十六年的建筑作品。穿过碧照楼的正门，就是这一古建筑群。内有东中西三个院落，分布着道宁斋、远帆阁、晴栏花韵、霓裳曼舞等主要建筑，是当时皇家读书、宴饮、游憩的地方。漪澜堂“本堂”位于中路院落的南侧，也是这个建筑群中单体结构最大的建筑物。

　　1925年，北海被辟为公园对外开放，漪澜堂建筑群在当时被用于经营用房。1959年，仿膳饭庄搬进漪澜堂，依靠古色古香的建筑群体，这里变成了餐饮经营场所。2016年，在各方努力下，仿膳饭庄完成腾退，将漪澜堂交还北海公园。

　　自此，修缮的前期工作开始了。“我们首先对院落进行了简单整理，勘察设计单位随后进驻。修缮方案编制、上报、审批完成后，2019年12月修缮工程正式开工。”北海公园副园长胡峂介绍，修缮范围东至倚晴楼、西至分凉阁、北至延楼、南至延南薰，共38座文物建筑，建筑面积3904.8平方米，占地约10000平方米。整个修缮工程过程中，北京市公园管理中心、公园不断与国家文物局、市文物局、市财政局进行沟通协调，以历史文化名城保护为契机，确保工程顺利推进。

　　在解决文物建筑本体、院墙、院落地面、望柱栏板、排水暗沟等普遍残损病害的基础上，修缮人员重点对存在大木结构安全、不当改变原有格局和形制的建筑采取针对性措施，包括拆除后期加建的非文物建筑，恢复历史建筑格局和内外檐装修等。专家们又严格按照清史档案记载，调阅了“样式雷”烫样的全部内容，对文物古建进行了修复。

　　历经三年修缮，一个多月前漪澜堂古建筑群终于恢复了清乾隆时期的风貌。如今，“重装”复原后的漪澜堂与游客见面。

　　修缮

　　拆除添建的后厨和锅炉房

　　对漪澜堂建筑群的修缮堪称一场“大修”。漪澜堂曾被仿膳饭庄占用近60年。在此过程中，由于多次功能性调整改造，古建筑本体也受到了一定的影响。

　　北海公园规划建设科邢靳举例，位于漪澜堂建筑群东侧的“霓裳曼舞”曾是一座戏台，按照历史档案记载，它本身应该是三面敞开、一面有墙的开放状态，但仿膳饭庄在占用期间对戏台内部空间也进行了改造。

　　在勘察阶段，工作人员发现，在漪澜堂建筑的后檐东西两侧分别建了一个后厨、锅炉房。“在此次修缮过程中我们对这些仿膳经营期间添建的非文物建筑都进行了拆除。”邢靳介绍，历时两个月，拆除面积达497.4平方米，在按照历史档案记载及调阅“样式雷”烫样的基础上，复建173.8平方米，从而恢复古建原始形态。

　　另外，漪澜堂建筑群也到了必须要维修的年头，此前因漏雨造成屋面瓦件残损、木结构腐朽变形、油饰彩画褪色、脱落等问题，对结构安全和建筑美观都会造成影响。

　　复原

　　意外发现排水和地暖系统

　　漪澜堂建筑群的文物建筑达38座、200余间，涉及堂、斋、楼、阁、廊、轩、台等多种类型，修缮的复杂性可想而知。

　　首先是施工作业面狭小。受制于琼华岛四面环水及文物保护等因素，大型机械车辆不能上岛作业，物料搬运堆放等工作只能靠工人手搬肩扛，尤其是后山的几组建筑，因其依山而建，导致建筑周边的山体遍布太湖石、古树等，且坡度较大，为施工脚手架的搭设及物料的搬运堆放造成了极大的困难。为此，北海公园与施工方采用悬空搭设物料堆放平台的方式，确保工程顺利开展。

　　施工中也注意对古树古建的保护。匾额楹联等临时拆下的文物，设置专门的库房进行存放，并依据档案记载等历史档案进行归位。重要的彩画用塑料包材完整覆盖，台阶及地面采取竹胶板封护性保护。周边的古树、叠石也用木板围挡起来，外面再缠绕草绳。

　　此次修缮替换了糟朽严重的大木构件，出现歪闪、倾斜或局部下沉的大木构件采用局部落架等方式校正，并按原形制、原材料修配缺失的门窗等构件。彩画的修缮措施也一直很谨慎，征求了古建专家的意见后，工作人员对残损严重的部分彩画进行了重绘，其他彩画尽可能保留并除尘。

　　基础设施也同步完善，工作人员还意外发现了院落里隐蔽的排水系统。“整个院落一共有5条排水暗沟，都是从院落里向太液池自然排水。”工作人员详细检查了排水暗沟，在尽量保持原样的基础上进行了整修加固，并进行了试排水，证明其可以继续使用。

　　在此次修缮中，工作人员还在漪澜堂及东所的晴栏花韵发现了灶坑和暖道夹层，根据合理保护及利用的原则，对其采取适当措施进行了现状保护及整修，为今后的展示利用创造了必要的条件。

　　布展

　　30件手工织绣留住宫廷“味道”

　　回归后的漪澜堂以室内原状式展览展陈的形式与游客重新见面。楠木包厢床上布置着手工织绣的炕宝座，宝座后设立屏风，再现乾隆所著游记《塔山北面记》内容，床上还配有玉石柄宝刀与仿紫檀嵌玉如意等较为常见的皇家休闲空间陈设品……进入漪澜堂室内，陈设布置庄重、规整。

　　殿内西墙上还悬挂着手工织绣装饰画——竹石双凤图挂屏及手工刺绣博古挂屏，极具清代宫廷色彩。北海公园研究室主任张冕说，像这样的织绣物品，在漪澜堂建筑群里一共有近30件，全部由宫廷织绣技艺传承手工制作，为的就是留住宫廷“味道”。

　　漪澜堂建筑群西侧南边的道宁斋，曾是乾隆皇帝读书吟咏的地方。一层西面墙上悬挂着具有宫廷装饰风味的一对百宝嵌挂屏，通过寿山石、岫玉、青金石等珍贵的材料组合成花鸟图案，显得富贵堂皇。条案上的仿古自鸣钟更是增添了生活气息。

　　“依托历史档案和资料，我们借鉴了同时期的殿室陈设，尽可能还原历史风貌，也营造更多氛围感，让游客一来到殿内就感受到当时的历史环境和背景。”张冕介绍。

　　本报记者 任珊 程功 摄