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生物多样性:破坏与修复的平衡(2)
http://www.100md.com 2014年11月1日 《百科知识》 201421
     所有这些都是大自然本身的修复功能所产生的效应。不过,更能说明大自然的修复功能的是最新发现的珊瑚适应环境变化的能力。

    珊瑚的适应能力

    珊瑚的存在是保持海洋生物多样性的重要条件,正如陆地上的植被存在是陆地生物多样性的保证一样。因为,由珊瑚形成的多孔的珊瑚礁为许多海洋生物提供了生活环境。成千上万的珊瑚虫死亡后,其碳酸钙骨骼在成百上千年的时间逐渐堆积,形成珊瑚礁。大多数珊瑚必须在透光层(水深不到50米)中生长,在珊瑚内共生的单细胞虫黄藻能够进行光合作用,并为珊瑚虫提供营养,同时为珊瑚礁披上绚丽的色彩。

    在珊瑚中生活的生物有蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等,占海洋物种数的25%。一些无脊椎动物生活在珊瑚礁的岩石基础内部,有些能够钻入石灰岩,有些住在岩石内部本来就存在的缝隙中。珊瑚礁也是培育多种鱼类的幼鱼的摇篮,也是一些海洋哺乳动物的食物来源。所以,珊瑚的生死存亡影响着海洋生物的多样性。
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    虫黄藻是海藻的一种,密集分布在珊瑚虫的内胚层细胞中,从珊瑚虫那里获得光合作用所必需的二氧化碳,并向珊瑚虫提供氧气、葡萄糖和氨基酸等。如果海水温度上升及海水污染,珊瑚虫体内共生的虫黄藻就会减少,从而引起珊瑚白化,并最终导致珊瑚死亡。但是,目前人们并不知道海水温度上升及海水污染是如何让虫黄藻减少的。

    美国斯坦福大学的史蒂芬·帕鲁姆比等人发现,尽管珊瑚礁对温度高度敏感,但它能抵抗气候变暖。这是通过顺应与适应来实现的。所谓顺应是指,生物个体在其生活史上产生了非遗传学的变异以应对环境的变化;所谓适应是指生物个体出现了遗传学上的变异以应对环境的变化。由于人们对这两个概念有争论,因此可以统一用适应来描述珊瑚对环境变暖的应对。

    生物应对气候变暖或污染的方法之一是迁移,但是,珊瑚和其他一些固着生物只能通过幼虫才能迁移,成虫是固定不动的,因此珊瑚的幼虫可以迁徙,但成虫不可以,后者就必须通过行为方式和生理变化来适应变暖的环境。
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    帕鲁姆比研究团队选择了几个有明显温度差异的实验地点,如美国萨摩亚后礁池(这个地方经常出现极端高温情况),并采集这些地方的珊瑚礁进行相互交换,然后观察它们的生理和基因表达状况。结果发现,珊瑚礁能够适应高温并产生耐热性,而且还将这种变化固定在基因表达中。

    这些固定在基因中的特征可以通过表观遗传进行传递,而且能在非极端温度条件下的珊瑚礁中保存下来。研究人员估计,这些表观遗传变化的速度为15~24个月,比进化适应所需的多代速率要快得多。由于有这种表观遗传传递对环境温度变化的适应,珊瑚对未来增温的压力就有一种内部的预先适应。

    此外,珊瑚可以在相对较小的空间(数十米)和时间(数十年)尺度上对温度上升予以响应和适应。

    如何看待自然的修复能力?

    帕鲁姆比等人只是测试了一种快速生长的珊瑚适应气候变暖的适应性,现在还不清楚有多少珊瑚具有这样的适应能力。当然,从这一点也可以看出,珊瑚和其他物种都有适应环境变化的能力,许多物种通过适应形成和发展了自我修复能力,让生物多样性不会减少,或通过其他物种的替换和增加来弥补生物多样性的减少。
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    对于自然的这种修复能力,美国斯坦福大学物理学家罗伯特·劳克林(1998年的诺贝尔物理学奖得主之一)早就认为,不必对全球变暖担忧,因为地球会自行解决这个问题。他说,“地质记录告诉我们,当我们展望未来时,不需要为气候问题担心太多,这并不是因为它不重要,而是因为这是我们力所不能及的”。换句话说,不管人们往地球上扔什么,地球都会以自己的节奏和方式将问题解决掉。

    地球非常古老,而且经受过很多磨难:火山爆发、洪水、流星碰撞、造山运动,以及各种形式的灾难,这些都比人为造成的打击要严重。然而,地球仍然健在。对地球来说,气候变化的危机(假如称得上危机的话)就像在公园散步一样。

    但是,劳克林也承认,人类面临的真正问题是人口压力,还有居住地的破坏、滥用杀虫剂、过度捕杀、物种入侵等。

    当然,也有人并不同意劳克林的观点,尤其是环境保护者。他们认为,即便大自然有全方位的自我修复能力,但如果人类对环境的破坏日积月累,总有一天会超越地球的自我修复能力,这时负面效应就会增多,生态也可能崩溃。

    所以,与其让自然界来自我修复被破坏的肌体,不如人们主动采取行动保护地球,这才能让地球维持其正常的自我修复能力,就像人的每个个体一样,不要让癌症破坏人的免疫系统,人的自我修复能力才能维持。所以,现阶段不能制造大自然的癌症。

    【责任编辑】张田勘, 百拇医药(刘宁宁)
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