文章介绍了菲律宾吕宋岛海域的贝类产品可能含有有毒物质软骨藻酸的情况。该物质来源于海洋浮游植物拟菱形藻，对人类健康构成潜在威胁。文章提到了拟菱形藻的分布、软骨藻酸的产生机制以及其对生态系统的影响。目前，科学家和政策制定者面临如何平衡人类经济活动与海洋生态保护的关系的挑战。同时提醒人们在使用海洋资源时要谨慎负责。
拟菱形藻通常被称为“住在玻璃房里的藻类”，因为它们被二氧化硅覆盖。大多数硅藻对人类或其他人生物无害，但拟菱形藻是例外。
软骨藻酸可以过度刺激神经元中的特定受体，导致人体兴奋性中毒，导致生理功能受损。在严重的情况下，可能导致失忆性贝类中毒。
菲律宾的研究者发现吕宋岛附近海域的贝类养殖场中存在这两种拟菱形藻，并进行了形态学和遗传特征上的分析。这是菲律宾首次进行此类研究。
科学家对拟菱形藻产生软骨藻酸的机制以及基因层面的研究表现出浓厚的兴趣。最近的研究成功鉴定了关键基因簇dab，并提出了“单次获得，多次独立丢失”（SAMIL）模型来解释拟菱形基因簇的获得和演化。
这种现象可能对生态系统以及人类健康带来严重的威胁。因此，如何平衡人类经济活动与海洋生态保护之间的关系已成为重要挑战。
撰文 | 冬鸢
审校 | 王昱
吕宋岛（Luzon）居住着菲律宾一半以上的人口，在这里，许多人经常食用诸如贝类这样的海产品。贝类常以浮游生物为食，但一个国际研究团队注意到，吕宋岛贝类的食谱中包括了一类叫做拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）的硅藻，这让他们感到了一丝担忧。硅藻是海洋生态系统中一种主要的浮游植物，也是重要的初级生产者。它们常被称为“住在玻璃房里的藻类”（algae that live in glass houses），因为它们的细胞外都被覆着以二氧化硅为主要成分的细胞外壁，在显微镜下观察它们，可以看到它们的外壳会呈现出错综复杂的美丽图案，好似精致的玻璃房（玻璃的主要成分也是二氧化硅）。图片来源：Prof. Gordon T. Taylor, Stony Brook University - corp2365, NOAA Corps Collection, Public Domain
虽然大多数硅藻对人类或其他人生物没有什么危害，但拟菱形藻是例外，世界许多地方的水产从业者都忌惮它们。1987年秋季，加拿大爱德华王子岛（Prince Edward Island）发生了一系列严重的食物中毒事件，导致至少3人死亡，107人住院。这些患者都食用了当地养殖的一种贻贝，随后开始出现不同的病症，一些人出现呕吐、恶心和腹痛等症状，更为严重的是，一些患者出现了“失忆性贝类中毒”（amnesic shellfish poisoning, ASP），即在食用贻贝后，短期记忆的能力受到了不可逆转的永久性损伤。经过检测后，研究者发现，这些贻贝中都含有一种叫做软骨藻酸（domoic acid）的神经毒素，它可以过度刺激神经元中的特定受体，导致人体兴奋性中毒，从而导致生理功能受损。而出现“失忆性贝类中毒”的人，则是由于软骨藻酸让他们大脑中对记忆形成至关重要的海马区域产生了永久损伤。而这些贻贝体内的软骨藻酸，则正好来源于拟菱形藻。在目前已知的拟菱形藻物种中，接近半数都能产生软骨藻酸。而作为海洋中的初级生产者，这些拟菱形藻产生的软骨藻酸，会通过食物链在贝类、鱼类等体内富集，直到被人类食用，导致中毒。1987年爱德华王子岛的食物中毒事件，是首次记载的因软骨藻酸引起人类食物中毒事件。在这之后，对海产品中软骨藻酸的监测和监测，也成为了多国海产业的重要流程之一。
Pseudo-nitzschia pungens和Pseudo-nitzschia brasiliana（图片来源：Botavara et al.）
但对于菲律宾来说，人们对于当地拟菱形藻种类和扩散程度还知之甚少。因此，在得知吕宋岛附近也存在拟菱形藻后，来自菲律宾马尼拉雅典耀大学和马拉西亚沙捞越大学的研究者立即开展了研究，他们想知道这些拟菱形藻中是否有能够过产生软骨藻酸的种类。“据我们所知，菲律宾的拟菱形藻分类研究此前几乎不存在。”研究者表示。他们采集了吕宋岛贝类养殖场中贝类体内的拟菱形藻样本，并进行了形态学和遗传特征上的分析。结果发现，样本中确实存在能产生软骨藻酸的两种拟菱形藻Pseudo-nitzschia pungens和Pseudo-nitzschia brasiliana，其中，Pseudo-nitzschia brasiliana是首次在吕宋岛被发现。前不久，他们将这些研究结果发表在了《硅藻研究》（Diatom Research）上，这是菲律宾首批针对养殖贝类的微藻分类研究之一，证实了菲律宾沿海生态系统中有害藻类的存在。世界各地的科学家，仍在对拟菱形藻和软骨藻酸的扩散和地理分布等方面，进行详尽地追踪和研究。另一些科学家则对拟菱形藻产生软骨藻酸的机制更加感兴趣，于是从基因层面开展了深入研究。比如，为了弄清楚为什么拟菱形藻中，一些能产生软骨藻酸，而另一些不能，在今年10月发表于《通讯·生物学》（Communications Biology）上的一项研究中，中国科学家和马来西亚科学家通过不同拟菱形藻基因组分析，成功鉴定出了包含四个基因的基因簇dab，表明dab在合成软骨藻酸中起到了关键的作用。除此之外，他们还提出了“单次获得，多次独立丢失”（SAMIL）模型来解释拟菱形基因簇的获得和演化。这个模型认为，所有拟菱形藻的共同祖先都是通过原核生物的水平基因转移或与红藻的内共生获得dab基因簇的。在此之后，dab基因簇在不同的拟菱形藻谱系中经历了独立的演化。在这个过程中，由于环境的不同选择，一些拟菱形藻丢失了dab基因簇，而另一些拟菱形藻则保留并继续演化，成为了今天仍然能够产生软骨藻酸的拟菱形藻物种。SAMIL模型（图片来源：He et al, 2024.）新研究的发现不仅揭示了菲律宾沿海水域存在的潜在健康风险，也引发了更广泛的担忧——随着人类活动和气候变化的加剧，拟菱形藻等有害藻类的繁殖规模和范围可能正在扩大，而这种现象可能对生态系统以及人类健康带来更加严重的威胁。由于人类活动（比如排放污水入海）和气候变化等的影响，海洋中时常会出现藻类集中大量繁殖的现象，即“藻华”（algae bloom）。如果在藻华中大量繁殖的是诸如特定拟菱形藻这样的能够产生有毒物质的藻类，那么它们产生的有毒物质可能就会进入食物链，并通过生物富集作用沿着营养级积累，从而对生物和生态系统造成严重影响。这些有毒物质除了可以通过海鱼或贝类等海产品被人类摄入，还会影响诸如海狮、海豚等的海洋哺乳动物，以及以海洋鱼类为食的海鸟。除此之外，海藻的大量繁殖还可能会消耗大量海水中的氧气，让其他海洋生物无法生存。因此，如何平衡人类经济活动与海洋生态保护之间的关系，已经成为科学家和政策制定者面临的重要挑战。同时，这也提醒人类，在享用大自然馈赠的丰富资源时，必须更加谨慎和负责任，以保护我们赖以生存的蓝色星球。https://sustainablefish.org/impact-initiatives/supporting-small-scale-fisheries/better-seafood-philippines/#:~:text=Key%20Takeaways,and%20unregulated%20(IUU)%20fishing.https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/0269249X.2024.2401968https://phys.org/news/2024-11-amnesia-diatoms-luzon-shellfish-farms.htmlhttps://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/f89-156https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S156898831830091Xhttps://www.tandfonline.com/doi/full/10.2216/11-37.1https://www.nature.com/articles/s42003-024-07068-7#Bib1https://www.mdpi.com/2072-6651/14/5/341
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