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。

户外运动爱好者必须了解的常见运动损伤及处理原则******

　　江苏省体育科学研究所 杨文贤

　　2022年，借助各大网络平台的分享转发，一系列小众运动如飞盘、腰旗橄榄球、徒步、攀岩这些户外运动受到许多年轻人的追捧，成功吸引到一大批群体成为户外运动的忠实爱好者。

　　到户外走动是保持健康和接触大自然的好方法，但是户外运动引起的相关伤害也会显著增加。据统计，每年有超过350万的人群因运动或参加娱乐活动而受伤。即使是专业运动员，虽然他们在大多数运动伤病中恢复得相当快，但如果得不到及时解决，也可能意味着运动员生涯的提前结束。

　　新冠康复后，外出运动是一个好的选择，可以帮助呼吸的恢复，但对于户外运动的新手爱好者而言，不仅要面对如何在冬季寒冷的低温下保持良好运动状态的考验，了解不同运动可能会引起的身体伤害以及学会自我预防及处理，同样也是重中之重。对此，根据运动科学专家Jill Horbacewicz的建议，我们为广大的户外运动爱好者们编制了一份关于运动损伤的友好指南。

　　以下是最常见的几种户外运动伤害以及如何预防这些伤害的提示。

　　1.扭伤

　　扭伤是一种影响韧带的损伤（韧带是连接骨骼和关节的组织）——最常见的形式是过度拉伸导致的撕裂。扭伤通常是由于快速扭转或其他笨拙的运动（包括跌倒）发生的。而其中，踝关节扭伤是最常见的扭伤形式，以疼痛和肿胀为特征。损伤通常发生在外侧韧带上，严重程度可以从拉伤到撕裂。对于户外运动爱好者而言，脚踝扭伤通常发生在精神注意力不集中时。因此，在运动过程中注意不要向前看地形中的突起，认真走好脚下的路，这对徒步爱好者而言尤其重要。

　　一旦发生扭伤，请立刻停止运动并休息，有条件的可以对受伤部位进行冰敷。如果疼痛严重，请就医进一步治疗。

　　2.拉伤

　　肌肉纤维或肌腱撕裂时会出现拉伤，多数情况下是由于突然运动造成的，在网球运动员、高尔夫球手和曲棍球运动员中很常见。拉伤可能导致肌肉痉挛、肿胀和难以移动受影响的身体部位，这通常局限于腿部、手臂、颈部和背部。偶尔可能需要手术来解决严重的拉伤，但大多数情况下通过休息、冰敷以及在某些情况下使用拐杖即可治愈。

　　3.应力性骨折

　　在户外运动中，应力性骨折是一种比较常见的损伤情况。这是过度使用导致的损伤，通常体现在小腿或足部骨骼出现裂缝。人们很容易通过疼痛的部位和感受来判断是肌肉问题还是应力性骨折。如果是肌肉问题，身体疼痛的感受会更加弥散，对于应力性骨折，疼痛局限于一个部位且感受更加尖锐。

　　如果出现骨折，即使是轻度骨折也应被视为需要立即治疗的医疗紧急情况。可能需要石膏来促进愈合，并且恢复时间可能比许多其他类型的运动损伤相关的时间更长，甚至也可能需要手术来修复。

　　4.足底筋膜炎

　　足底筋膜炎是一种足部疾病，在跑步者以及以下肢运动为主的项目中最为常见。足底筋膜是一条组织带，从足跟一直延伸到脚趾，它的损伤特点是脚后跟或脚底感到疼痛。导致足底筋膜炎的生物学因素包括旋前困难、高足弓或扁平足、紧绷的跟腱和紧绷的小腿肌肉。

　　足底筋膜炎的治疗流程可以称为RICE。Rest、Ice、Compression和Elevation的首字母缩写词，这也是绝大部分运动损伤的处理原则。除此以外，可能还需要使用布洛芬来减轻炎症，同时进行拉伸（适当的时候）和按摩以缓解紧绷感。

　　5.髂胫束综合征

　　髂胫束综合征也是跑步者以及下肢运动最常见的过度使用损伤之一。髂胫束是一条从臀部外侧向下延伸到膝盖外侧直到胫骨的组织带。疼痛通常是由髂胫束在胫骨外侧（膝盖处）摩擦引起的。当在不平坦的表面上进行下肢运动以及肌肉组织变得紧绷时，该部位的摩擦会变得更加严重。穿破旧或不合适的鞋子也有可能导致髂胫束综合征。

　　因此，面对这种情况，首选是停止下肢运动，拉伸放松肌肉组织，选择合适的穿戴装备。严重时，可能需要相应的矫形器来解决因身体形态变化产生的力学问题。

　　6.腰痛

　　腰痛可能是由于腘绳肌紧绷、肌肉不平衡、核心肌无力、姿势不良、不正确的运动形式和跌倒造成的。大多数腰痛是由肌肉组织的失调和虚弱引起的。为了防止进一步的问题，日常生活中就要时刻注意脊柱的正确形式和中立对齐。

　　腰痛人群要加强核心，伸展腿部、腰部、腰椎和臀部。锻炼后使用RICE方法缓解疼痛。

　　7.膝痛

　　膝痛在热爱运动的人群中并不少见，尤其是跑步者以及其他下肢运动中。大多数膝盖问题源于过度使用、磨损、穿着不正确的鞋子、肌肉不平衡或异常，例如腿长不均匀、弓形腿和膝盖受伤等。

　　膝盖疼痛的治疗与其他损伤有所不同。通常，膝盖疼痛会随着肌肉力量训练、合适的鞋型或矫形器而消失。如果疼痛持续2周或更长时间，则需要及时向专业人员咨询，例如运动医学医生或足病医生。当然，在日常的预防中，也要注意穿着适合的鞋来进行运动。

　　说了这么多常见的运动损伤，相信各位发烧友们对于运动损伤一定有了自己的判断。但其实在运动中，最容易被大家忽略的其实是下面这类，我们将其称为“周末勇士”综合征。

　　整周久坐不动，然后在周末到来时进行大强度运动甚至过度运动极有可能会引起运动损伤。如果你整个冬天都没有跟上一项活动，请不要在夏天到来之际直接加入一项新的运动。你需要慢慢增加强度和频率，让你的身体适应你对它的要求。

　　最后，为了让大家真正享受到户外运动的乐趣，我们还有更多提示：

　　●运动前热身；

　　●佩戴合适的装备：无论是头盔、合适的鞋子、防护垫等，都会降低受伤的风险；

　　●保持水分：脱水会对性能产生负面影响，并导致肌肉疲劳或过度劳累，从而增加受伤的机会。确保在任何体育活动之前、期间和之后喝大量的水；

　　●知道何时停止：在受伤时忍耐疼痛或继续运动会很快导致后续受伤和较长的恢复时间。知道何时休息对于保持运动的活跃度至关重要。如果你在项目中已经很累，那么就不要继续运动了，疲劳时受伤的可能性要大得多；

　　●练习正确的技术：户外运动伤害的另一个主要因素是不正确的技术，它几乎可以影响任何人，无论是什么运动项目，学习如何正确的技术和发力均有助于预防一些最常见的运动损伤。

　　●小窍门：保护、休息、冰敷、加压、抬高。①保护受伤的部位，不让它受到第二次损伤。②针对限制患处的活动的休息，肌肉及韧带损伤后，局部制动是关键的。③及时的对患处进行冰敷可以减少出血、缓解疼痛、炎症的控制等。④加压一般在受伤后的24—48小时内实施，可以限制患处进一步的肿胀，常使用加压绷带包扎伤口，加压要从离心脏远的那端一层层向近端包扎，切记不要包扎过紧，包扎过紧极易引起局部肌肉坏死。加压时可以配合冰敷同步进行。⑤抬高是将患处抬高，更多的是利用重力帮助血液及组织液回流来减少受伤部位肿胀，缓解疼痛。