一名研究人员在印度河泻湖检查一头搁浅的海豚,作为研究藻华如何影响海洋哺乳动物健康的一部分。搁浅救援行动根据与美国国家海洋和大气管理局渔业局的搁浅协议进行。(海布斯-海洋世界研究所提供)
根据一项新发布的10年研究,生活在印度河泻湖的海豚在有害藻华季节面临大脑的类似阿尔茨海默病的变化。海豚大脑的改变包括突触功能障碍、阿尔茨海默病相关基因表达增加以及导致阿尔茨海默病症状的脑部变化。
由海布斯-海洋世界研究所和迈阿密大学的研究人员开展的这项研究发现,藻华季节海豚大脑中的藻华神经毒素浓度比凉爽月份高出近3000倍。佛罗里达州的高水温以及来自农场、草坪和故障化粪系统的营养污染,推动了包括印度河泻湖在内的有害藻华发生。如果河口内的藻华强度过高,会导致氧气耗尽、鱼类死亡并引发海草大面积消亡。
藻华还可能释放损害人类、宠物、野生动物和海洋动物的神经毒素。根据藻类类型不同,人类的短期症状可能包括胃痛、皮疹、头痛、流泪和喉咙痛。
开展该研究的海布斯-海洋世界研究所研究员温迪·诺克·达登表示,关于蓝细菌神经毒素对人类的影响,仍需大量研究。蓝细菌(又称蓝绿藻)在佛罗里达州常见,可在淡水和咸水中爆发。印度河泻湖中有多种藻类爆发,但蓝绿藻被认为是海豚大脑毒素的最可能来源。
过程
海布斯-海洋世界研究所和迈阿密大学的研究人员从2010年至2019年间在印度河泻湖发现的20头搁浅宽吻海豚身上采集了脑组织样本。在此期间,印度河泻湖经历了一系列持续时间长的藻华,导致海草大面积消亡。
研究人员将海豚分为季节性组别:在藻华季节(6月至11月)发现的海豚和在非藻华季节(12月至5月)发现的海豚。研究发现,藻华季节搁浅的海豚神经毒素浓度水平比凉爽非藻华月份搁浅的海豚高出近3000倍。与藻类相关的神经毒素最高浓度出现在6月至8月搁浅的海豚身上。
达登表示,这并不意味着海豚因神经毒素而搁浅。研究报告指出,这些海豚死于创伤、感染和营养不良导致的衰竭等多种原因,搁浅事件为研究人员提供了接触动物的机会。“这些神经毒素可能只是加速了神经退化,因此我们能看到相关性,但无法真正证明因果关系,”达登说。
达登和她的同事假设,食物链较低层的动物摄食有毒藻类后,毒素会沿食物链向上海豚传递,而海豚每天需食用15-20磅鱼类。“这些动物很可能通过捕食积累生物毒素,因此随着时间推移,毒素水平会逐渐升高,”她说。
关于人类在咸水环境中如何暴露于藻类生物毒素,目前所知甚少,但评估海豚情况可提供线索。“海豚大脑的自然变化与人类阿尔茨海默病中观察到的变化相似,因此它们是理想的研究物种,”达登表示。
她认为海豚并非因类似阿尔茨海默病的变化而大规模死亡,“还有许多其他威胁。”她指出,在2013年印度河泻湖一次强烈的有害藻华期间,海牛、鹈鹕和海豚均因海草消亡而出现高死亡率。海豚失去了 spotted sea trout 等食物来源,不得不转向营养价值较低的鱼类,例如 ladyfish。“那一年,海豚实际上在饥饿中死亡,”她说。
海草消亡后,海豚需增加捕猎以获取同等热量。达登表示,当地海豚种群仍在恢复中,多数个体体重不足。达登指出,海豚群通常停留在家园范围内,因此不太可能因藻华或食物短缺而简单迁移到新区域。
气候变化可能是藻华及其对佛罗里达海岸连锁效应的一个影响因素。研究报告称,海表温度上升将导致有害藻华更早发生且持续时间更长。“我认为这项研究展示了海豚健康与生态系统健康的关联,”达登说,“我们需要意识到保护海洋栖息地的重要性,这不仅关乎野生动物,也关乎我们自身的健康。”
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