黃嬌麗

提起2018年在南海的科考活動，浙江大學(xué)海洋學(xué)院海洋生物與藥物研究所副教授邸雅楠仍舊很興奮。那是由中科院深海所組織，浙江大學(xué)、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、國家文物局水下遺產(chǎn)保護中心等14家單位共同參與的“探索一號”TS07-02航次，在南海冷泉地質(zhì)活動區(qū)的科學(xué)調(diào)查活動。當(dāng)時，邸雅楠隨“深海勇士”號下潛，下潛深度達1165米，水下工作6.5小時，實地觀察到冷泉區(qū)生機勃勃的神秘海底世界。

深海下潛，對所有科學(xué)家來說都是非常寶貴的機會，6個多小時的夜?jié)摚璩咳胨?，邸雅楠卻覺得轉(zhuǎn)瞬即逝?！拔蚁氯サ臅r候，天是黑的，海也是黑的，沒有光線明暗的變化，只能看到探照燈光線所及的部分。”那天天氣不錯，下潛非常平穩(wěn)。因為正好遇上海洋生物的垂直遷徙，邸雅楠在整個下潛過程中，看到了超乎想象的各種類型的生物。而在冷泉區(qū)，她更是見到了極其壯觀多樣的生態(tài)系統(tǒng)。

“海洋里的生物種類太多了，研究的空間非常大。”那么如何去保護海洋生態(tài)多樣性呢？邸雅楠現(xiàn)在所做的事情就是，通過對海洋雙殼類生理、生態(tài)研究，典型海洋生物模型的構(gòu)建，以及海洋生態(tài)毒理學(xué)的研究，及早發(fā)現(xiàn)海洋危機并預(yù)警。就像一名“海洋大夫”，貝類是邸雅楠的聽診器。

打造一把“尺子”

當(dāng)海面爆發(fā)赤潮或者出現(xiàn)大面積魚類死亡事件時，人們開始思考海洋是否出現(xiàn)問題，問題的根源在哪里？假設(shè)赤潮爆發(fā)是一場病疫，海洋則需要一個“診療器”，提早診斷，發(fā)現(xiàn)病灶，在病疫爆發(fā)前“對癥下藥”。海洋生態(tài)毒理學(xué)就是進行海洋環(huán)境檢測和對海洋生態(tài)系統(tǒng)健康評價的一個非常重要的內(nèi)容。

“整個生態(tài)系統(tǒng)是一個有機體，中間的一環(huán)變化，整體就會發(fā)生改變。從一個小點，傳遞到最后的結(jié)果就會是一個放大的過程。所以我們需要關(guān)注到海洋生態(tài)系統(tǒng)里微小的生物組成，以及微小的生物變化。”研究海洋生態(tài)毒理學(xué)，邸雅楠希望從中找到一些敏感的生物效應(yīng)，在它發(fā)展的初期就可以檢測環(huán)境變化，以控制其進一步發(fā)展或者惡化的過程，在問題爆發(fā)前及時發(fā)現(xiàn)并作出防備，為保護海洋起到警報作用。

然而，生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致海洋生態(tài)毒理學(xué)的研究方法、研究內(nèi)容很難用一把“尺子”去衡量。由于經(jīng)濟發(fā)展不同步，各個國家對于生態(tài)安全或者生態(tài)系統(tǒng)的健康評價標(biāo)準(zhǔn)不一?！叭虻暮饬恐笜?biāo)都不一樣怎么辦？這時候我們需要有一個簡單的分類標(biāo)準(zhǔn)，一個規(guī)范化的體系?！?/p>

邸雅楠從攻讀博士開始就把關(guān)注點放在海洋雙殼類，即海洋貝類上，目標(biāo)就是打造這樣一把“尺子”。

“貝類分布廣泛，幾乎在全球海域都可找到，其濾食性、附著性使它在當(dāng)?shù)厣瞽h(huán)境改變的情況下，自身也會發(fā)生改變，所以它可以作為一種環(huán)境的指示生物。”邸雅楠說，從貝類的生物體內(nèi)找到各種不同類型的生物指標(biāo)，通過檢測這些生物指標(biāo)的變化，以及指標(biāo)變化背后的機理，能夠解釋當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境發(fā)生了什么變化，可能會有什么影響，可以指示海域的環(huán)境健康水平是怎樣的，達到最后預(yù)警的功能。

浙江大學(xué)海洋學(xué)院位于浙江舟山，除了對學(xué)生進行各種生物采集方法、分類鑒定的實踐指導(dǎo)，邸雅楠自己每年會有3至4次的近岸出海，針對不同季節(jié)的貝類，進行個體采集以及所在的生態(tài)環(huán)境的采集。

“我希望把海洋貝類作為一個能夠去衡量不同類型生態(tài)系統(tǒng)或者生態(tài)環(huán)境變化的一種模式生物。”據(jù)介紹，其實海洋貝類作為海洋環(huán)境監(jiān)測物種在全球早已被廣泛應(yīng)用，比如貽貝作為一種指示生物，是一個全球比較認可、個體模式比較成熟的模式生物。大概在上世紀(jì)五十年代，全球就有“貽貝監(jiān)測計劃”。

目前，邸雅楠的實驗室已經(jīng)建立了貽貝的不同的生物級別以及各種不同的生物指標(biāo)，他們把這些生物指標(biāo)進行有機的結(jié)合，針對環(huán)境中不同的壓力進行組合來研究它的響應(yīng)過程及變化機制，并把這些信息推廣到不同的生物種，實現(xiàn)預(yù)警的目的。

構(gòu)建一個模型

構(gòu)建生物模型是打造“標(biāo)尺”的一種有效手段。邸雅楠認為以海洋生物為模型，可以把它建成丈量全球海洋生態(tài)變化的一種工具，從而了解破壞海洋生態(tài)多樣性的因素，甚至可以指示高等生物以及整個自然界生物環(huán)境的變化過程中所面臨的風(fēng)險。

“生物模型和一般概念上的模型有差別，它其實是對本身具有一定代表性的生物的研究。分布廣、價格低、生物指標(biāo)穩(wěn)定、研究深度有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、具有認可度等是對生物模型的基本要求?！焙Ｑ罄锏纳锬Ｐ湍壳白畛Ｓ玫囊再O貝、牡蠣、青鳉魚這3類為主。

以貽貝為例。貽貝已經(jīng)具備生物模型的基本要素，但其中哪些具體生物指標(biāo)能夠作為檢測的指標(biāo)，需要實驗的驗證和優(yōu)化，即針對不同環(huán)境因素變化的“靶向”反應(yīng)指標(biāo)需要進行深入研究。除了構(gòu)建個體生物模型，從貽貝個體中分離細胞進行后續(xù)培養(yǎng)檢測，還可以建立體外研究的細胞體系，從而避免海洋生物的個體研究。

“當(dāng)前有很多先進技術(shù)，如測序技術(shù)、組學(xué)技術(shù)，為模型技術(shù)提供了很好的技術(shù)基礎(chǔ)，但這些技術(shù)存在成本過高的缺點。”為了使其應(yīng)用性更廣，在開發(fā)生物模型檢測技術(shù)的時候需要綜合考慮，最后建立指標(biāo)。

“海洋生物的種類很多，貽貝作為一種生物模型有其自身優(yōu)勢，但不能同時代表所有生物類型的變化?！臂⊙砰退膱F隊目前已經(jīng)發(fā)表的一些文章，針對環(huán)境中的重金屬、有機物，建立了一個4級（分子水平、細胞水平、組織水平、個體水平）的生物水平的檢測指標(biāo)，通過這個不同級別之間相互關(guān)聯(lián)的檢測指標(biāo)，能夠說明重金屬、有機物對它產(chǎn)生了什么樣的、何種級別的影響。此外，他們正在嘗試對環(huán)境中的一種新型污染物一一微塑料，進行一個檢測指標(biāo)的整合。

未知數(shù)就代表著可能性

在冷泉和熱液系統(tǒng)，無一例外有海洋貝類的存在。邸雅楠在南海冷泉地質(zhì)活動區(qū)的科學(xué)調(diào)查活動中，主要工作是研究極端環(huán)境下海洋貝類與近海常見的海洋貝類的生理狀態(tài)有何不同。

碳酸巖石上，一簇簇的貽貝，絲線連接彼此，白成一片。貽貝又像森林一樣，上面布滿密密麻麻不同的生物。根據(jù)冷泉噴口從近到遠，生物多樣性和生物量慢慢地變化，追尋著營養(yǎng)物質(zhì)營造了一個生態(tài)系統(tǒng)。

“對這類極端條件的研究，是為了幫助我們解釋生物體生存、適應(yīng)的過程。我們通常認為萬物生長靠太陽，有了陽光植物可以合成各種有機物質(zhì)，然后就有了食物鏈的各種傳遞。冷泉熱液物質(zhì)在海底沒有光照，卻有很豐富的生態(tài)系統(tǒng)，這就打破了大家認識的一個局限。”邸雅楠表示，海洋中的不可控因素太多了，時刻充滿未知數(shù)，而每種未知數(shù)就代表著一種可能性。

“當(dāng)潛器浮出海面的那瞬間，陽光從懸窗照進來，喜悅感像海水一樣包圍著我?！臂⊙砰f，就像完成了人生中一個很大的使命，新征程也在同一瞬間開啟。調(diào)查結(jié)束后，邸雅楠對下潛后采集的樣品做了初步分析，發(fā)現(xiàn)深海貝類和淺海貝類在生理組織結(jié)構(gòu)以及各種生理指標(biāo)上存在不同，造成其差別的原因、這個差別對環(huán)境的貢獻能力有多大，還要進一步研究。

“我們對海洋的認知仍舊停留在表面。我希望未來繼續(xù)專注于這個研究領(lǐng)域，我們構(gòu)建的生物模型能夠被該領(lǐng)域的人員應(yīng)用于他們的科研中?！?/p>

責(zé)任編輯 王碧清