呂宋島（Luzon）居住著菲律賓一半以上的人口，在這里，許多人經常食用諸如貝類這樣的海產品。貝類常以浮游生物為食，但一個國際研究團隊注意到，呂宋島貝類的食譜中包括了一類叫做擬菱形藻（Pseudo-nitzschia）的硅藻，這讓他們感到了一絲擔憂。
有毒的玻璃房主
硅藻是海洋生態(tài)系統(tǒng)中一種主要的浮游植物，也是重要的初級生產者。它們常被稱為“住在玻璃房里的藻類”（algae that live in glass houses），因為它們的細胞外都被覆著以二氧化硅為主要成分的細胞外壁，在顯微鏡下觀察它們，可以看到它們的外殼會呈現(xiàn)出錯綜復雜的美麗圖案，好似精致的玻璃房（玻璃的主要成分也是二氧化硅）。
雖然大多數(shù)硅藻對人類或其他人生物沒有什么危害，但擬菱形藻是例外，世界許多地方的水產從業(yè)者都忌憚它們。
1987 年秋季，加拿大愛德華王子島（Prince Edward Island）發(fā)生了一系列嚴重的食物中毒事件，導致至少 3 人死亡，107 人住院。這些患者都食用了當?shù)仞B(yǎng)殖的一種貽貝，隨后開始出現(xiàn)不同的病癥，一些人出現(xiàn)嘔吐、惡心和腹痛等癥狀，更為嚴重的是，一些患者出現(xiàn)了“失憶性貝類中毒”（amnesic shellfish poisoning, ASP），即在食用貽貝后，短期記憶的能力受到了不可逆轉的永久性損傷。
經過檢測后，研究者發(fā)現(xiàn)，這些貽貝中都含有一種叫做軟骨藻酸（domoic acid）的神經毒素，它可以過度刺激神經元中的特定受體，導致人體興奮性中毒，從而導致生理功能受損。而出現(xiàn)“失憶性貝類中毒”的人，則是由于軟骨藻酸讓他們大腦中對記憶形成至關重要的海馬區(qū)域產生了永久損傷。
而這些貽貝體內的軟骨藻酸，則正好來源于擬菱形藻。在目前已知的擬菱形藻物種中，接近半數(shù)都能產生軟骨藻酸。而作為海洋中的初級生產者，這些擬菱形藻產生的軟骨藻酸，會通過食物鏈在貝類、魚類等體內富集，直到被人類食用，導致中毒。
1987 年愛德華王子島的食物中毒事件，是首次記載的因軟骨藻酸引起人類食物中毒事件。在這之后，對海產品中軟骨藻酸的檢測和監(jiān)測，也成為了多國海產業(yè)的重要流程之一。
但對于菲律賓來說，人們對于當?shù)財M菱形藻種類和擴散程度還知之甚少。因此，在得知呂宋島附近也存在擬菱形藻后，來自菲律賓馬尼拉雅典耀大學和馬來西亞沙撈越大學的研究者立即開展了研究，他們想知道這些擬菱形藻中是否有能夠過產生軟骨藻酸的種類。“據(jù)我們所知，菲律賓的擬菱形藻分類研究此前幾乎不存在。”研究者表示。
他們采集了呂宋島貝類養(yǎng)殖場中貝類體內的擬菱形藻樣本，并進行了形態(tài)學和遺傳特征上的分析。結果發(fā)現(xiàn)，樣本中確實存在能產生軟骨藻酸的兩種擬菱形藻 Pseudo-nitzschia pungens 和 Pseudo-nitzschia brasiliana，其中，Pseudo-nitzschia brasiliana 是首次在呂宋島被發(fā)現(xiàn)。
前不久，他們將這些研究結果發(fā)表在了《硅藻研究》（Diatom Research）上，這是菲律賓首批針對養(yǎng)殖貝類的微藻分類研究之一，證實了菲律賓沿海生態(tài)系統(tǒng)中有害藻類的存在。
更多研究
世界各地的科學家，仍在對擬菱形藻和軟骨藻酸的擴散和地理分布等方面，進行詳盡地追蹤和研究。另一些科學家則對擬菱形藻產生軟骨藻酸的機制更加感興趣，于是從基因層面開展了深入研究。比如，為了弄清楚為什么擬菱形藻中，一些能產生軟骨藻酸，而另一些不能，在今年 10 月發(fā)表于《通訊·生物學》（Communications Biology）上的一項研究中，中國科學家和馬來西亞科學家通過不同擬菱形藻基因組分析，成功鑒定出了包含四個基因的基因簇 dab，表明 dab 在合成軟骨藻酸中起到了關鍵的作用。除此之外，他們還提出了“單次獲得，多次獨立丟失”（SAMIL）模型來解釋擬菱形基因簇的獲得和演化。
這個模型認為，所有擬菱形藻的共同祖先都是通過原核生物的水平基因轉移或與紅藻的內共生獲得 dab 基因簇的。在此之后，dab 基因簇在不同的擬菱形藻譜系中經歷了獨立的演化。在這個過程中，由于環(huán)境的不同選擇，一些擬菱形藻丟失了 dab 基因簇，而另一些擬菱形藻則保留并繼續(xù)演化，成為了今天仍然能夠產生軟骨藻酸的擬菱形藻物種。
新研究的發(fā)現(xiàn)不僅揭示了菲律賓沿海水域存在的潛在健康風險，也引發(fā)了更廣泛的擔憂——隨著人類活動和氣候變化的加劇，擬菱形藻等有害藻類的繁殖規(guī)模和范圍可能正在擴大，而這種現(xiàn)象可能對生態(tài)系統(tǒng)以及人類健康帶來更加嚴重的威脅。
由于人類活動（比如排放污水入海）和氣候變化等的影響，海洋中時常會出現(xiàn)藻類集中大量繁殖的現(xiàn)象，即“藻華”（algae bloom）。如果在藻華中大量繁殖的是諸如特定擬菱形藻這樣的能夠產生有毒物質的藻類，那么它們產生的有毒物質可能就會進入食物鏈，并通過生物富集作用沿著營養(yǎng)級積累，從而對生物和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重影響。這些有毒物質除了可以通過海魚或貝類等海產品被人類攝入，還會影響諸如海獅、海豚等的海洋哺乳動物，以及以海洋魚類為食的海鳥。除此之外，海藻的大量繁殖還可能會消耗大量海水中的氧氣，讓其他海洋生物無法生存。
因此，如何平衡人類經濟活動與海洋生態(tài)保護之間的關系，已經成為科學家和政策制定者面臨的重要挑戰(zhàn)。同時，這也提醒人類，在享用大自然饋贈的豐富資源時，必須更加謹慎和負責任，以保護我們賴以生存的藍色星球。
參考文獻
來源：科普中國
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