蓝藻是如何杀死300头大象的

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蓝藻是如何杀死300头大象的

还记得今年五月下旬发生的大象死亡事件吗?当时,在博茨瓦纳的国家公园里,不到一个月的时间里陆陆续续死了 300 头大象。

图源:guardian

因为没有枪伤,象牙也没丢失,所以排除了猎杀的可能性。因此,事件发生后,专家怀疑有两种致死的原因,一种是化学中毒,另一种是病原体中毒,不过并没有给出具体的结论。

到了 8 月份,在津巴布韦边境的万基国家公园附近,又出现了 20 头大象的尸体,因为和之前博茨瓦纳的大象死亡事件的时间很接近,所以人们觉得这两起大象死亡事件是有关联的。

直到最近,博茨瓦纳政府给出了官方答案,大象是因为喝了含有大量蓝藻毒素的水源死亡的。

什么是蓝藻?

蓝藻离我们并不远。虽然我们肉眼看不到单个或少量的蓝藻,但当它们聚集起来的时候,就成了死水里一片绿油油的水华,有时候甚至可以从太空看到。

图源:WBFO

蓝藻一般都出现在死水里,因为流动性比较小,营养容易在那里聚集,有了吃的自然就繁殖得快了。而所谓的营养,可能来源于工业废水、养殖废水。

新闻里用的 ” 蓝藻 ” 一词,其实是旧名,新名应为 ” 蓝细菌 “。之所以有名称的变化,是因为我们之前一直以为它是一种植物,它不仅看起来像植物,有些蓝细菌还可以光合作用,而光合作用就是植物的典型特征。但后来我们发现,蓝细菌没有核膜,与细菌很像,所以现在就被归为细菌域,蓝菌门。

不过为了方便起见,下文我们继续使用蓝藻这一称呼。

为什么蓝藻会有毒?

其实不是所有的蓝藻都有毒,并且不同的蓝藻产生的毒素也不太一样。那些有毒的蓝细菌细胞破裂后,会释放出毒素。毒素有三种类型:肝毒素、神经毒素和皮肤毒素。当然,这只是类型,并不是毒素的具体种类。

不同的毒素的作用方式不一样。肝毒素顾名思义,主要对动物的肝脏下手,有微囊藻毒素、节球藻毒素和柱孢毒素等几类。

图源:文献 1

以微囊藻毒素为例,这是一个环状七肽化合物,在被释放到水体之后,动物喝了这些水,会进入体内与细胞内的蛋白磷酸酶结合,抑制酶的活性,细胞内就不能正常地开展磷酸化和去磷酸化。简单来说,就是细胞失去活性,不能正常工作了。接下来,肝脏会充血肿大,脏器会被破坏、出血、甚至死亡。毒性发作慢的话,可能形成肿瘤,诱发肝癌。

节球藻毒素和微囊藻毒素的作用机理类似,柱孢毒素则不太一样,可以作用于肾上腺、胸腺、心脏,造成细胞内的 DNA 损伤。

神经毒素主要作用于神经系统,包括鱼腥藻毒素、石房蛤毒素和新石房蛤毒素等。产生它的有鱼腥藻、颤藻、束丝藻、浮丝藻等等。

以鱼腥藻毒素为例,它是一种神经递质乙酰胆碱的类似物,会和乙酰胆碱受体结合,结合之后不容易跑掉,就会长时间刺激肌肉细胞,肌肉过度兴奋,就会痉挛,并且会影响呼吸系统,动物就会因为窒息而死。

其他几种神经毒素也都是与受体结合,然后导致神经传导出问题,最后呼吸困难,窒息死亡。

皮肤毒素主要存在于生活在海洋里的蓝藻,这里就不多介绍了。

大象真的是被蓝藻毒死的吗?

30 年来,全世界有文献记载的被蓝藻毒素毒死的人,有 151 个人。这和博茨瓦纳 2 个月就死了 300 头大象的事件根本不是一个量级,也不是一个严重程度。究其原因,水体中蓝藻毒素往往含量很低,而且还是慢性毒性。急性中毒比较少见,当然也有。

比如,最严重的一次人类被蓝藻毒死的事件发生在 1996 年,巴西一个血液透析中心由于使用被蓝藻毒素污染的水而导致 60 多人死亡。肾透析是什么概念?那就是说,当时毒素是直接从静脉血打进肾脏里的,而不是通过水被喝进去的,可想而知蓝藻毒素的量有多大,才造成了严重的人员死亡。

那么疑问来了,通过蓝藻毒素快速地毒死一个人并不容易,更何况一头好几吨的大象,得吨吨吨喝下多少蓝藻毒素才会短时间暴毙?

博茨瓦纳官方之所以称蓝藻是杀死大象的真凶,并且是神经毒素,是因为在大象的饮水区检出了蓝藻。但目前并没有公布直接的尸检结果,因此,是否确实是水中的蓝藻导致了大象的死亡,这还真的不好说。

但不管怎么说,在这两次事件中,70% 的大象死于蓝藻大量繁殖的水坑附近,甚至在一张照片里,大象的尸体就倒在水华里,周围是一片绿油油的蓝藻。可以确定的是,蓝藻大量存在于它们的饮水区,这肯定会影响它们的健康。

至于为什么今年发生了这么多大象死亡事件,有人猜测是气候变化,温度上升。而蓝藻在温暖的水域长得最快,所以今年蓝藻特别多,大象死亡的概率自然上来了,因为它们又没自来水喝,只能喝水坑里的被污染的水。

现在人们能做的并不多,接下来,当地政府会在下个雨季来临时,对大象饮水区进行检测,看饮水中是否出现水华,从而尽量降低再次大规模死亡的风险。

参考文献:

1. 汪洋 , 李樾 , 冯悦 , 等 . 蓝藻毒素的类型及其产毒基因 [ J ] . 生态学杂志 , 2017, 36 ( 2 ) : 517-523.

https://www.theguardian.com/environment/2020/sep/21/botswana-says-it-has-solved-mystery-of-mass-elephant-die-off-age-of-extinction-aoe#img-1

2. 张志红 . 三种蓝藻毒素的神经毒性研究进展 [ J ] . 国外医学 : 卫生学分册 , 2002, 29 ( 6 ) : 344-347.

3. 胡宗达 , 周元清 . 水华蓝藻毒素研究概述 [ J ] . 云南环境科学 , 2004, 23 ( 3 ) : 8-11.

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