大发平台_大发平台

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。

数字人：用科技激活传统文化之美******

　　【热点观察】

　　作者：俞国林、王建（分别系中华书局编审、中华书局副编审）

　　“天妤”，一个沉睡千年的飞天少女，被神秘空间元境唤醒后，回想起千年前之事。当年，洞窟受损，壁画脱落。如今，苏醒过来的她，决定来到人间收集碎片，复原壁画，重佑人间……“天妤”不是玄幻小说中的文学人物，而是一个虚拟数字人。过去一年，“天妤”以收集壁画碎片为线索，将中国传统文化元素进行数字化演绎，持续向世界讲述中国传统文化的故事，在海内外收获了大量拥趸。

　　所谓数字人，是指通过计算机图形渲染、动作捕捉、深度学习、语音合成等技术打造的虚拟或仿真人物。2022年，数字人大量涌现，除了“天妤”，还有中国文物交流中心的“文夭夭”、新华网的“筱竹”、浙江卫视的“谷小雨”、敦煌研究院的“伽瑶”、国家博物馆的“艾雯雯”、中华书局的“苏东坡数字人”……他们或化身为文博场所的导游，或成为文化短剧的主角，或担任对外传播的文化大使，以又潮又酷的方式讲述着传统文化的故事。

超写实“苏东坡数字人” 光明图片

　　技术支撑，文化打底

　　作为传统文化的新载体，虚拟数字人将传统之美与科技之美有机融合，打造出全新的IP形象。由于众多虚拟数字人取材于传统文化，所以其外在形象本身就是对传统文化的视觉化呈现。比如，“天妤”的设计以传统飞天和唐代女俑为灵感，她衣袂飘飘，妆造典雅，发型设计是“双环望仙髻”，簪花是用金、银、铜等制成的样式多样的金钿；头上戴的嵌松石花钗、珍珠流苏花钿等饰品，是在史料基础上，参考唐代出土文物设计而成；妆容上使用的黛眉、斜红、莲花形花钿、桃花妆容，则还原了新疆吐鲁番阿斯塔那墓出土的唐代女俑妆容。通过对虚拟数字人外在形象的打量观赏，观众得以与中华传统服饰文化进行“亲密接触”。不仅如此，由“天妤”发布的“凤凰妆”视频,连续登上平台热榜。受“天妤”影响，很多青少年给自己化起了“国风妆”，甚至还引起了海外美妆达人的竞相模仿。

　　数字人的设计制作并非易事，既需要技术支撑，又需要文化打底。传统文化类数字人的设计制作，本身就是对传统文化研究、整理、应用、传播的过程。比如，为了让“苏东坡数字人”贴近苏东坡的原貌，中华书局在容量超过70亿字的古籍大数据中心进行海量搜索，通过一系列精心设计的关键词精准抓取到一批涉及苏东坡容貌形象的古籍文本数据。同时，又通过图像搜索技术，抓取了由宋至清涉及苏东坡的100余幅画作，既包括苏东坡的单人画像，又包括如“西园雅集”“赤壁”等主题的群像以及若干石刻画像拓片等，从而初步形成对于苏东坡容貌形象之“古籍真实”的把握，然后再由权威专家进行系统校验，确定下来超写实“苏东坡数字人”的每个细节。由此观之，“苏东坡数字人”的设计制作过程，完全是一次对苏东坡主题古籍文献、艺术作品的整理和研究。由于这种整理和研究带有强烈的“目的性”“应用性”，所以能够有效推动传统文化的创造性转化、创新性发展，而非像纯学术研究那样，研究成果大都只能存在于论文中。

虚拟数字人“天妤” 光明图片

　　始于颜值，终于价值

　　数字人要在弘扬传承中华优秀传统文化方面有效发挥作用，可以始于颜值，但最后还是要终于价值，因为人们开发数字人，不是为了观赏，而是为了使用。2022年被业界称为“数字人元年”，数字人的相关应用刚刚起步。传统文化领域是应用数字人比较多的领域，且应用场景越来越丰富。

　　2022年7月，身着汉服的“艾雯雯”在国家博物馆上岗。她穿梭于国博各展厅，为慕名而来的全球游客介绍着国博140多万件馆藏文物。中国文物交流中心的“文夭夭”，除了在各大博物馆提供讲解、导览服务，还担任“文博虚拟新闻官”，经常跟随展览出海，传播中华文化。

　　虚拟数字人，不仅能“说”，还能“演”。以“天妤”为主角的系列短剧《千壁寻踪》及番外一经推出，立刻圈粉无数，视频播放量目前已超过3亿。通过这些短剧，观众领略了即将失传的巾舞的无穷魅力，见识了传说中的“反弹琵琶”的精妙绝伦，了解了围棋文化的博大精深。就这样，“天妤”婷婷袅袅地从中华传统文化中走来。作为一个虚拟数字人，她将传统之美与科技之美融合，开启了中国传统文化通向元宇宙、通联海外的一扇门。

　　在传统戏曲领域，数字人的身影也越来越活跃。京剧领域已出现“梅兰芳孪生数字人”，粤剧界已诞生粤剧数字人“小勤”，而“秦筱雅”则是秦腔数字人的代表。“梅兰芳孪生数字人”甚至还现身梅兰芳大剧院，并与台下观众深情互动：“距离我上一次登台已经过去了60多年，没想到我们又重逢了。”那一刻，数字人不仅复原了梅兰芳先生的形态、声音及面部表情，也让人看到了传统戏曲振兴的希望。

　　可以这么说，数字人最大的魅力，不是研发运用新技术，也不是对网文、网游等传统业态的改变，而是为戏曲等原本高度依赖人和现场空间的传统行业在生产、传播、消费场景及价值实现等方面带来无限想象力和可能性，彻底改变了人们对于物我关系的认知。

　　既要凝神，又要赋魂

　　数字人让大量文化瑰宝重新“复活”，以科技手段让传统文化走进烟火生活，焕发青春活力。可是，数字人建设毕竟刚刚起步，在很多方面还有待完善。其中，内容生态是制约数字人发展的最大瓶颈。虚拟世界中的“你我他”，即使只是存在于数字空间中的化身，也需要现实生活内容作支撑，需要“故事”来引流。唯有如此，数字人才能既拥有好看的“皮囊”，又拥有丰满的“灵魂”。

　　比如，中华书局的“苏东坡数字人”，只有容貌形象的“物理真实”是远远不够的，还要实现“精神真实”。为此，中华书局专门建设了“苏东坡专题数据库”，并陆续开发了多个维度的“苏东坡主题知识图谱”。依托数据标引体系，可以生成各个维度的知识图谱，相当于将苏东坡跌宕起伏的人生历程与丰富多彩的精神世界翻译成一张彼此关联的数据网络，并将其放进“苏东坡数字人”的脑中，从而为“苏东坡数字人”凝神。下一步，中华书局将加强对“苏东坡数字人”的人工智能训练，以为其“赋魂”，从而让“苏东坡数字人”真正像苏东坡一样去认知、思考、表达、行动，最终实现苏东坡在数字世界的“复活”。

　　近年来，互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术加速创新。数字人技术正以前所未有的速度渗透进入并重构升级歌舞、影视、戏剧、文博等多个文化行业。数字人的产生和应用，是文化与科技相互融合的过程，也是人类不断认识自我的过程。我们无法预判数字人未来会走向何方，但我们还是希望大家以开放包容的心态面对新概念，拥抱新技术，将基础夯实，立足文化本体的价值属性，共同推动行业转型升级，在文化与科技融合发展的时代进程中，真正实现传统文化的创造性转化和创新性发展。

　　《光明日报》（ 2023年01月04日 13版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）