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。
一家“老牌”职教机构的创新路******
布局、跨越、重塑、变革……如何在抵抗风险中“活下来”成为摆在所有从业者面前的共同考验。
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越是在不确定的时代,越需要标杆的引领力量。可为什么环球网校可以做到?在不寻常的2022年,环球网校从“五新”出发,做了这样一些不寻常的事,在守住教育初心、践行长期主义和加强行业引领上走出了一条不寻常的路。
让我们一起在探寻中找到行业前进的希望……
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新未来:以青藤精神链接时代力量
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环球青藤青年节活动现场合影
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新发展:新职业技能培训的坚定布局
“就业是时代之上的一角冰川。经济转型和拐点的阵痛是造成目前就业形势严峻的主要原因。但同时,新趋势、新业态和新风向也在重塑就业模式和结构。”8月2日,在ISC 2022数字安全人才发展峰会上,环球网校CEO伊贵业分享并阐述了以职业教育促新职业发展的行业理念。
ISC 2022数字安全人才发展峰会主题演讲
在峰会现场,360数字安全集团和环球网校专业共建的战略合作扬帆起航。双方以实际行业和技能需求为基础,合作推出了网络安全运营工程师课程,落实“产、学、研、用、测”一体化的设计思想和模式,在学习感知、技能路径、职业规划各方面全面赋能人才培养。
据了解,这并不是环球网校在拓展新职业课程品类上的唯一落子。在2022年,环球网校结合互联网技能、数字经济、幸福产业等领域用工就业的新趋势、新职业和新风向,先后推出奢侈品鉴定、碳排放管理、中医健康、认知心理等多个技能兴趣学习类目,在运营电商、数据商业、创意设计、个人成长、健康心理和IT技术等板块不断拓界。
众所周知,职业教育品类多且高度分散,在一个系统方向上,产品研发和经验积累都需要很长时间。打造面向就业和职业提升的终身学习平台,在技能培训的领域不断扩展更多的品类方向,将更优质的内容变成学习效果和传播效率更高的产品。这在环球网校是一条难而正确,且必须坚定走下去的路。
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新服务:以更精细的产品体系颗粒度提升交付质量
历经20载发展、注册学员量突破4千万、学员满足度95%以上、独家研发人工智能学习平台云私塾Pro……这家一直保持快速发展的“老牌”职业教育企业,却在2022年做了一件看似“慢”下来的事情:梳理标准化,并进一步构筑管理中台。
“我们花了整整一年的时间,梳理各业务链条、岗位职责和协同流程。”来自环球网校项目管理中心的负责人向记者说道。这种费时费力又很难在短期内看到效益的“慢动作”,在行业纷纷抢跑的当下属实不易。
“互联网平台进入存量竞争时代,我们需要转向利润增长的新模式,回到产品高效实用,品牌口碑积累的本源。这一切都取决于我们产品体系的交付质量。”伊贵业这样说。在他看来,这就是环球网校在进一步优化“术”、整合“法”之上坚守的“道”。
修炼内力,向下深挖。基于制度流程的企业标准化、数字化、体系化管理,从流量、销售、运营、产品、教师、教研、服务多环节进行协同和落地。这是环球网校提升聚焦服务承诺,创造学习峰值的“慢”功夫。
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新硬核:云私塾Pro对高效学习和考试通过率的赋能
以科技赋能教育,让学习更高效是环球网校的使命。在传统的教与学过程中,“教”与“学”往往很难形成真正的匹配。知识的传递与接收不对称,知识的传递与需求不对应,传递的节奏与能力不适应,是定位到每个学习个体上普遍存在的问题,导致“简单的重复学,复杂的没学会,学会了用不上”。
如何以先进的技术手段提高老师和学员各自的生产力?环球网校借助智能化技术的进步,历经6代升级,独家研发云私塾Pro学习平台,在对学员实现千人千面个性化辅导的同时极大提升了学习完成度和考试通过率。面对行业流量与口碑、体量与技术,重体验和重决策的竞争角逐,获得了市场和学员的双重口碑。
据了解,在打造智能知识体系的基础上,云私塾Pro将历年教材和真题的知识点进行分析拆解,并根据每个知识点的目标层级、考试分值和掌握要求设置成知识图谱。通关一个任务,需要分几步,每步需要掌握哪些知识点一目了然。
在完成知识点量化,云私塾Pro则是打上知识关联标签,结合大数据算法,根据考试目标、剩余时间和学习反馈为每个学员规划动态学习路径,及时给出实际可行的最优方案,助力学员目标达成。
如何学、如何记、如何做对题这三个看似简单却囊括大部分学习痛点的问题成为环球网校云私塾Pro向教学本心回归的底层逻辑。
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新生态:OG学习者社区创构行业新范式
如果说在“什么是真正的终身学习平台”这个命题上,环球网校在品类拓展和洞察发现上给出了一种答案。那么,在回答“如何践行终身学习”中,全新升级的环球青藤在2022年夏季创新推出的OG学习者社区,在公益探索和共创模式上显然具有相当大的想象力。
据了解,OG学习者社区旗下内容IP,大型系列公益节目《潮职》,仅两季便实现总播放量1800万+,单集最高播放量100万+的出圈成绩。业内垂类创先推出的工具IP”职业词典“,也已经收录300+新职业,从职业的从业门槛到技能要求,从职业的自身发展趋势到未来整个行业的发展蓝图,以“职”为定点进行有关职业认知和职业规划的普惠。正式官宣上线仅仅两个月的OG学习者社区在职业教育的发展赛道,已经留下一抹“起跑即领先”的傲人身姿。
这个由环球青藤与全球WorkFace超级社群等诸多生态合作伙伴联合发起和倾力打造的终身学习社区,以“你的职业日记本”为定位,通过开放的社群共创与生态联结,在陪伴式、行动式、沉浸式学习中营造个体的共同学习场域,运营职业微社区集群,打造主理人公会,构建新职业分布式的行动网络,实现彼此连接,彼此赋能,助力终身学习者在没有“围墙”的“社会大学”中激扬成长。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)