赤潮:當(dāng)微小卻有毒的單細胞動物來襲(組圖)
赤潮能殺死龐大的魚群,毒害牡蠣和貝類,令游泳者皮膚發(fā)炎發(fā)癢。這種可怕的現(xiàn)象是大自然的胡作非為還是該部分歸咎于人類活動呢?
當(dāng)你坐在體育館為你的運動隊(“赤潮風(fēng)暴”是美國一支橄欖球隊隊名)歡呼時掀起的赤潮風(fēng)暴的確很酷。但是在海洋或淡水湖中就不是那么回事了。盡管赤潮可能會顯現(xiàn)奇異美麗的場面,特別是在夜晚時分,但對于海洋生物和我們?nèi)祟惗,赤潮來襲通常是個壞消息。
先讓我們澄清一些誤解。赤潮并不是潮汐本身,它的出現(xiàn)也無關(guān)大海的自然潮汐周期。“赤潮”這一名稱源于以前的觀測者不具備可以放大觀察的技術(shù)。其實只要略近一點,就能看出是什么給海水著了紅色。
盡管赤潮可能已經(jīng)在至少上千年前出現(xiàn)了,但有毒赤潮在近代持續(xù)給佛羅里達海岸造成困擾這件事被首次記錄,則是在16世紀(jì)西班牙探險家的航海日志中。說到這種災(zāi)禍,可能在更早的時候就已經(jīng)被人類所關(guān)注,在《圣經(jīng)-舊約》中就有相關(guān)記述!杜f約-出埃及記》記述的埃及人遭受尼羅河變血之災(zāi)就像是在描述赤潮,“……河里的水都變成了血。河中魚死水臭。”
顯微鏡的發(fā)明使生物學(xué)家們首次能夠確定赤潮的性質(zhì)和造成赤潮的微生物類型。一種擁有植物和動物雙重特性的原生或單細胞生物——鞭毛藻類是罪魁禍?zhǔn)住?ldquo;鞭毛藻” (dinoflagellate)這個詞源于希臘語“dinos”,是“旋轉(zhuǎn)”的意思,在拉丁語中“flagellum”意為“鞭子”。
基本上,這些微生物通過海水旋轉(zhuǎn)纏繞產(chǎn)生的動力被推動且呈絲狀擴展。有些鞭毛藻類是無色半透明的,而另外一些則呈包括紅色在內(nèi)的多種顏色。當(dāng)鞭毛藻類“人丁興旺”到一定程度,或稱之為“藻華”時,它們就將寬闊的海域著上不同的色彩:紅色,粉紅色,紫色,橙色,金色以及它們之間的色調(diào)。上圖是發(fā)生于新西蘭外海的一次壯觀的赤潮景象,由一種特殊的夜光藻造成。
赤潮通常是紅色的,但是它們的顏色取決于相關(guān)的原生生物的種類和濃度。從太空軌道可以看到光合藻類巨大的綠色藻華景象。赤潮和其他有害藻華(HABs)已經(jīng)可以被人造衛(wèi)星所偵測。上圖:佛羅里達西南海岸衛(wèi)星圖。
赤潮,單是如血一般的顏色就足以令古代海員們擔(dān)憂,但真正給它帶來“死亡和毀滅前兆”(至少對海洋生物來說)這個名聲的是它所產(chǎn)生的效果。一些(并非全部)導(dǎo)致赤潮產(chǎn)生的鞭毛藻在被攝食的時候會釋放出一種強力的神經(jīng)毒素。雖然單只鞭毛藻只能放出極微量的毒素,但是數(shù)十億只增殖出的毒素的厲害就可想而知了。
赤潮常與大量魚類死亡(有時是數(shù)以百萬計的)相關(guān),但是重視健康的海產(chǎn)品消費者需要關(guān)注的是掩蓋在這一事實之下的問題。用于銷售的貝類,如蛤、扇貝和牡蠣可在赤潮中存活,在這種情況下,人們需關(guān)心一下它們組織中的神經(jīng)毒素。
食用被污染的貝類(順便提一下,不是紅色的)能引起麻痹性貝中毒癥狀(PSP),類似于在壽司店食用沒有處理好的河豚而攝入河豚毒素引起的中毒。
麻痹性貝中毒(PSP)已經(jīng)引起了美國東西海岸的注意,而美國東北海岸和緬因州海灣地區(qū)的赤潮則被歸咎于一系列被認(rèn)為與鞭毛藻原始毒素來源有關(guān)的藻類,如亞歷山大藻。
不是只有吃了被污染的海鮮才會被赤潮的毒素所影響。赤潮的有機體海洋微藻類腰鞭毛藻,在墨西哥海灣將近每年一次的藻華,會散發(fā)出一種短毒素(Brevitoxin)。風(fēng)吹過近海將毒素吸收為風(fēng)媒懸浮微粒,使生活在數(shù)英里范圍內(nèi)的人們遭受呼吸道刺激,造成咳嗽、打噴嚏和流淚。懸浮微粒可以影響海洋哺乳類動物,如海豹、海牛和鯨魚。上圖右下部所示的是一只座頭鯨在赤潮中進食后被沖上了美國馬薩諸塞州的海岸。
你能在夜晚看見赤潮嗎?答案是否定的,因為通常意義上的紅色調(diào)在夜晚是看不見的,但是另一種不同的顏色常常顯而易見:藍色。許多赤潮有機體也是有生物發(fā)光性的——那就是,它們通過一種發(fā)生在它們體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),制造并發(fā)出詭異的藍光。
波浪、暴風(fēng)天氣和其他各種擾動將驅(qū)使這些微生物發(fā)出藍光,但是游泳者需要記住,鞭毛藻類并不僅僅制造光。
波浪的沖擊也能將鞭毛藻帶到旱地上。這些微生物可以在濕潤的沙灘上或沙土里存活一段時間,而在沙灘散步的人們還是離這些詭異的藍色足跡遠點為好。
赤潮和其他藻華是由于海洋或湖泊的富營養(yǎng)化造成的。沒錯,即使是湖泊也會產(chǎn)生赤潮。上圖攝于意大利阿爾卑斯山上的湖泊。
富含硝酸鹽和磷酸鹽的農(nóng)業(yè)排水是營養(yǎng)成分的來源之一。這種排水不僅可以引發(fā)赤潮,還可以在一段時間內(nèi)造成像墨西哥北部海灣那樣的海洋“死區(qū)”。
過度施肥、未經(jīng)處理的污水、農(nóng)業(yè)廢物以及其他有機物質(zhì)經(jīng)密西西比河的沖洗流入墨西哥北部海灣,造成大規(guī)模藻華,數(shù)以億計的原生生物死亡、下沉到海底致使海水去氧化,造成“死區(qū)”。相似的場景規(guī)律性的出現(xiàn)在人口稠密的海岸城市,如香港(上圖所示)。
然而,營養(yǎng)成分并不總是有機的或與農(nóng)業(yè)相關(guān)的。科學(xué)家已經(jīng)在從撒哈拉沙漠吹來的塵埃與美國佛羅里達海岸水域的藻華現(xiàn)象兩者之間建立了一種獨特的關(guān)聯(lián):塵埃中的氧化鐵充當(dāng)了某些藻類的營養(yǎng)成分。
厄爾尼諾現(xiàn)象與洋流造成的營養(yǎng)成分自然上涌在赤潮的形成中也起到了一定的作用,但是可以這樣說,沒有人類活動的影響,赤潮和藻華發(fā)生的頻率和嚴(yán)重程度都將相應(yīng)的降低。
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