1998年5月,美國舊金山的海獅們失去了往年快活的狀態(tài),而是一個(gè)一個(gè)趴在沙灘上,渾身打顫,不住痙攣,像是生病或者中毒。痙攣后的海獅接連死亡,引起了人們的恐慌。科學(xué)家們也很疑惑,海獅為什么會痙攣,為什么會死亡呢?
經(jīng)過多年的調(diào)查研究,科學(xué)家們終于發(fā)現(xiàn)海獅死亡的秘密,并在不久前披露了真相。
海獅死亡
1989年,美國舊金山發(fā)生了里氏6.9級地震。地震發(fā)生后,舊金山近海的鯖魚密度大大增加。當(dāng)?shù)厝朔浅8吲d,因?yàn)橹灰胶_叄痪W(wǎng)下去就能捕上來很多魚。海獅也跟著鯖魚來到了39號碼頭。因?yàn)閷*{來說,把碼頭作為覓食基地非常方便。
漸漸地,海獅們成群結(jié)隊(duì)地來到39號碼頭,在這里捕食、休憩。它們喜歡在碼頭上玩耍。它們玩得高興,人們卻如臨大敵。這些巨大的海獅,一不小心就會撞壞漁船。它們密集地在碼頭上生活,許多漁船根本不能入港。
每天都有漁民在碼頭管理處大鬧:“這些海獅能要了我們的命,它跟我們搶魚,還撞我們的船,占我們的地方,我們想卸貨都沒辦法?!惫芾硖幹缓迷诖a頭上設(shè)置圍欄和噴水器。但是海獅對此并不在意,它們甚至把噴水器當(dāng)作玩具,在噴出的水里玩來玩去。這些阻礙絲毫沒有動搖海獅們霸占此地的決心。
漁民和海獅不斷為了爭地盤起摩擦,但是漁民拿海獅也沒有辦法。1972年美國《聯(lián)邦保護(hù)海洋哺乳動物法案》開始實(shí)施,海獅成為受保護(hù)的動物,人們必須保護(hù)它。
在此后30年里,除了個(gè)別年份的繁殖季節(jié)外,幾乎每天都有幾百頭海獅盤踞于此,最巔峰的時(shí)期甚至有1700頭海獅擁擠在狹小的船塢水道里,以至于停泊在此的游船都被壓壞了。當(dāng)?shù)貪O民苦不堪言,每年都會跑到州政府抗議。
政府無奈之下,只好提出開辟新的碼頭,讓39號碼頭的船只挪往它處。船只都離開了,海獅的活動空間更大了,它們肆無忌憚地在碼頭上休憩、捕食。管理部門還專門為它們鋪設(shè)了漂浮在水面的木制休息臺。此后,聚集在這里的海獅逐漸成為舊金山39號碼頭的美景,吸引了大量游客前來參觀。
1998年5月,碼頭的工人發(fā)現(xiàn)海獅在海濱道路上跌跌撞撞地爬行且顯得迷茫,它們的記憶和平衡感似乎消失了。它們似乎集體生病或者中毒了。
工人們急忙聯(lián)系海洋生物管理委員會,讓他們派人來處理。海洋生物管理委員會的工作人員趕到碼頭時(shí),一部分痙攣的海獅已經(jīng)死亡,而另一部分也奄奄一息、瀕臨死亡。最可怕的是,有的海獅還出現(xiàn)了攻擊人的情況。
這種離奇的死亡很快在海獅種群中散布開來,海獅的尸體遍布碼頭。管理委員會的工作人員從沒見過這么多海獅離奇集體死亡,只能求助海洋生物學(xué)家埃爾森。
埃爾森立刻帶著研究團(tuán)隊(duì)到現(xiàn)場察看具體情況。他對當(dāng)?shù)氐墓ぷ魅藛T說:“處理海獅的難度很大。我需要一輛大型卡車和多名工作人員來運(yùn)送它們,甚至可能還需要一個(gè)擔(dān)架。如果海獅死于禽流感,那就屬于緊急情況。但我們認(rèn)為當(dāng)前并非這種情況?!?粗略地檢查后,埃爾森表示:“雖然一部分海獅死亡屬于正常現(xiàn)象,但這一次死亡的卻是通常不會受到影響的成年海獅。這些海獅在死亡前發(fā)生了痙攣。這表明可能是疾病導(dǎo)致了死亡,而不是缺少獵物。這次的事情一定不簡單?!?/p>
埃爾森和他的團(tuán)隊(duì)將帶回的海獅尸體解剖。在兩位獸醫(yī)學(xué)家的指導(dǎo)下,埃爾森和他的團(tuán)隊(duì)學(xué)會了如何拔掉海獅的胡須(便于檢測水中的污染物),剪下海獅鰭(用來破譯遺傳學(xué)信息)并提取大腦(查找可能預(yù)示病變的器質(zhì)損傷)。
埃爾森等人早已備好福爾馬林,并戴上了長及肘部的手套,準(zhǔn)備從海獅尸體上收集證據(jù)。他們劃開第一只海獅的皮膚,剝離脂肪和肌肉。他們?nèi)讨鴲撼?,對海獅的肺、肝、胃、心臟進(jìn)行采樣。他們做了很多實(shí)驗(yàn),分析了死去海獅的運(yùn)動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等,但是并沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。
調(diào)查陷入了僵局,埃爾森多次和其他海洋生物學(xué)專家舉行電話會議,共同梳理調(diào)查的線索。有專家提出:“我們現(xiàn)在只對比了沒有痙攣的海獅和痙攣之后死亡的海獅,以及痙攣之后沒有死亡的海獅和痙攣之后死亡的海獅,沒有對比沒有痙攣的海獅和痙攣之后沒有死亡的海獅。也許我們應(yīng)該把這個(gè)作為新的研究方向。”
經(jīng)過討論后,埃爾森決定進(jìn)行此類對比實(shí)驗(yàn),他將它們放到了核磁掃描儀下,進(jìn)行高清的三維研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),痙攣之后沒有死亡的海獅和沒有痙攣的海獅相比海馬體偏小,也就是痙攣之后海獅的海馬體萎縮受損。
海馬體是哺乳動物腦中形如海馬的一個(gè)器官,它負(fù)責(zé)的是空間記憶和定位功能。海馬體受損的海獅會出現(xiàn)記憶減退,傷害人類,甚至死亡的情況。
謎團(tuán)不斷
埃爾森等海洋生物學(xué)家始終不明白海獅的海馬體為什么會受損。他在全球范圍內(nèi)發(fā)布求救信息,希望獲得其他領(lǐng)域科學(xué)家的幫助。可是他的求助一直沒有得到確切的回應(yīng)。尋找海獅海馬體受損的原因成為壓在埃爾森心頭的一塊大石。
直到2008年,毒素專家查理聯(lián)系埃爾森,告知他海洋中有一種幽靈毒素,叫軟骨藻酸,它時(shí)常存在于肉眼看不見的藻類中,如擬菱形藻。這種毒素一旦攝入量過多,必然會造成痙攣、癲癇,迷失方向,甚至是死亡。
查理建議道:“軟骨藻酸通常存在于海獅的胃液、糞便和尿液中,但它在海獅死后很快就會被排出體外,你要解剖新鮮死亡的海獅來證明海獅體內(nèi)有軟骨藻酸?!?/p>
埃爾森又等了很多天,才找到兩只因海馬體受損死亡,并且死亡時(shí)間不久的海獅進(jìn)行解剖,終于發(fā)現(xiàn)這只海獅體內(nèi)確實(shí)有軟骨藻酸。
雖然有了調(diào)查方向,埃爾森依然覺得迷茫。他懷疑這種毒素并不能傷害海獅,因?yàn)楹T宀⒉皇呛*{的食物,兩者之間幾乎毫無聯(lián)系。查理卻堅(jiān)持說:“海藻和海獅之間一定有我們看不見的聯(lián)系,但是到底是什么把它們聯(lián)系起來的,還需要你們海洋生物學(xué)家來探究。”
埃爾森認(rèn)為,最有可能的還是海獅的食物中有以海藻為食的魚類。但是,海獅一年當(dāng)中吃的魚的種類很多,必須縮小研究的范圍,否則無異于大海撈針。
埃爾森連續(xù)很長時(shí)間都不知道應(yīng)該以什么作為標(biāo)準(zhǔn)來判定最該關(guān)注的魚類。最終他決定先從海獅死之前的季節(jié),也就是冬季和春季,海洋中最多的魚類開始調(diào)查。埃爾森找到曾經(jīng)的大學(xué)同學(xué)魚類專家克里斯蒂,希望得到幫助。
克里斯蒂告訴埃爾森有一種魚叫鳀魚,它們常年大規(guī)模分布于北美的太平洋沿岸,尤其是冬天和春天,它們在這里繁殖和生活?,F(xiàn)在只需要再證實(shí)海獅吃鳀魚,鳀魚吃海藻,這個(gè)證據(jù)鏈就能夠閉環(huán)了。
埃爾森和隊(duì)員們著手調(diào)查發(fā)現(xiàn),海獅確實(shí)在春季時(shí)以大量的鳀魚為食,不僅在死亡海獅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了鳀魚的魚骨,在普通的正常海獅體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了大量鳀魚的殘留。
而且鳀魚是一種濾食性的魚類,它從海洋中吸入海水,然后把海水里微型的生物全部用來給自己提供能量。也就是說,只要海水中有藻類,藻類當(dāng)中含有毒素,那必然會被鳀魚吸收。
一環(huán)扣一環(huán),海獅中毒的謎團(tuán)似乎徹底解開了。埃爾森只要證明鳀魚體內(nèi)有毒素,并且攜帶毒素的鳀魚能夠毒死海獅就夠了。誰都沒想到,這看似簡單的事情,卻非常復(fù)雜。
埃爾森給鳀魚注射了一針軟骨藻酸,注射之后,鳀魚全都開始痙攣,然后接二連三的死去。這就說明,鳀魚體內(nèi)有毒素后也會異常死亡,海獅并不會吃已經(jīng)死去的鳀魚。他們之前的設(shè)想又被推翻了。
當(dāng)埃爾森復(fù)盤整個(gè)事件時(shí),突然想到這種實(shí)驗(yàn)方法不對,鳀魚日常吸收軟骨藻酸不可能是被注射的,而是逐漸食入的。
于是,埃爾森改變方式,給鳀魚喂食軟骨藻酸。蹊蹺的是,埃爾森發(fā)現(xiàn)通過喂食的方式,無論劑量有多大,鳀魚就是不中毒。為了確認(rèn)鳀魚體內(nèi)到底有沒有毒素,埃爾森只好對鳀魚進(jìn)行了解剖,結(jié)果讓他異常興奮,鳀魚的肝臟和胰臟中富集了軟骨藻酸毒素。
也就是說鳀魚能夠?qū)Χ舅禺a(chǎn)生生物濃縮(指生物從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解化合物,使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中該物質(zhì)濃度的現(xiàn)象??梢院唵蔚乩斫鉃椋桇~吃了有毒的海藻后,毒素不斷在鳀魚體內(nèi)堆積,造成鳀魚體內(nèi)的毒素含量非常高),自己不受影響,但是它身體是攜帶毒素的。進(jìn)一步可以說明如果鳀魚吃的海藻中含有軟骨藻酸這種毒素,必然會被鳀魚吸收,繼而在肝臟和胰臟內(nèi)攜帶。
而海獅天天吃鳀魚,每天吃的數(shù)量還非常多。鳀魚體內(nèi)的毒素也不斷在海獅體內(nèi)堆積。由于軟骨藻酸代謝非常慢,海獅體內(nèi)的毒素達(dá)到一定的程度后,海獅自然會中毒甚至死亡。
得出這個(gè)結(jié)論后,埃爾森等人迫不及待地在2015年12月的《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章,詳細(xì)地講述了他們的調(diào)研過程和最終結(jié)果。埃爾森等科學(xué)家整整用了17年才找到罪魁禍?zhǔn)祝沁@只是一種理論推測,環(huán)境中是否含有毒素,還需要毒素專家證實(shí)。事情轉(zhuǎn)了一個(gè)圈又到了毒素專家查理手里。
揭開真相
查理也不知道怎么解開這個(gè)謎題。因?yàn)檐浌窃逅岜环Q為幽靈毒素,誰也無法預(yù)料它什么時(shí)候出現(xiàn),它的出現(xiàn)又和什么因素有關(guān)。埃爾森堅(jiān)持認(rèn)為,軟骨藻酸出現(xiàn)肯定是環(huán)境中某個(gè)因素造成的。這個(gè)因素是什么,還需要大家通力合作,才能把它找出來。
于是,他們就找了實(shí)驗(yàn)化學(xué)鍵分析自然界中發(fā)現(xiàn)的和人工合成的大概幾千萬種物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,科學(xué)家們終于證實(shí)毒素和氮元素有關(guān),也就是和海水中的總氮含量有關(guān),無論這種氮元素是以硝酸鹽形式,以銨鹽形式還是以尿素的形式存在于海水中。當(dāng)海水光照條件特別好,海洋中氮含量略微增加時(shí),軟骨藻酸的含量就會驟然增加。
埃爾森等人又把這個(gè)結(jié)果公之于眾。但是他們依然沒有弄明白氮元素到底是哪里來的。埃爾森知道,自然界中可以產(chǎn)生氮元素,比如動物代謝等活動都會產(chǎn)生尿素。如果是自然界中產(chǎn)生的尿素造成氮元素增加,那么軟骨藻酸這種毒素在藻類當(dāng)中肯定有周期性的變化。
埃爾森在和查理、克里斯蒂的電話會議中提到:“如果是自然界中產(chǎn)生的氮元素影響了軟骨藻酸的出現(xiàn),我們就能找到軟骨藻酸出現(xiàn)的規(guī)律,但是現(xiàn)在看來,這個(gè)是完全沒有規(guī)律的。一定有一個(gè)突發(fā)因素,導(dǎo)致了氮元素量的增加,也許是人類活動,也許是其他原因。想要解開這個(gè)謎題,我們還需要不斷調(diào)查?!?/p>
埃爾森再次在全球范圍內(nèi)求助所有專業(yè)的科學(xué)家,希望大家能夠給予各自專業(yè)上的幫助。氣象學(xué)家了解了整個(gè)過程后提出:“也許是厄爾尼諾造成的!”厄爾尼諾現(xiàn)象是一種異常氣候現(xiàn)象的名詞,主要指太平洋東部和中部的熱帶海洋的海水溫度持續(xù)變暖,使整個(gè)世界氣候模式發(fā)生變化。
1997年10月,北半球發(fā)生了非常嚴(yán)重的厄爾尼諾現(xiàn)象,造成海水的溫度增高,海水溫度增高又導(dǎo)致陸地降水增加。離舊金山海邊不遠(yuǎn)處就是加州最大的糧食種植區(qū)域。落基山脈和大蘇爾山把糧食種植區(qū)夾在中間,大水直接從落基山脈傾瀉而下,沖刷加州廣袤的農(nóng)業(yè)區(qū)。
糧食作物上附著的氮肥就被雨水沖刷后帶進(jìn)了大海里。氮肥溶解到了雨水中,變成了含氮廢水注入了大海,致使海水中的氮含量驟然增加。氣象學(xué)家的說法引起了科學(xué)家們的廣泛討論,地質(zhì)學(xué)家又提出了新的內(nèi)容。
北美太平洋沿岸有一個(gè)從北極往赤道方向遷移的巨大洋流。而在加州附近的海域有一個(gè)1500米深的大海溝,洋流在這里流過時(shí),底部的海水和上面的海水產(chǎn)生交換,把海洋底部的礦物質(zhì)帶到了海水表面,造成此處的藻類非常繁茂。
埃爾森認(rèn)為:“所有這些因素可能結(jié)合在一起打開了一扇門,比如有害藻類暴發(fā)并影響海洋微生物?!?/p>
整個(gè)鏈條串聯(lián)起來就是厄爾尼諾現(xiàn)象使得加州發(fā)生了大洪水,大洪水?dāng)y帶著氮肥變成了含氮廢水,直接沖入海灣,使得藻類帶有了毒素。鳀魚吃了帶有毒素的海藻,產(chǎn)生了生物濃縮,海獅又吃了攜帶毒素的鳀魚,最終中毒身亡。
這個(gè)結(jié)論一經(jīng)得出,美國就發(fā)出了全球懸賞令,把含氮廢水處理了,努力還海獅一片干凈清潔的生存環(huán)境。
不過,近年來,軟骨藻酸依然在作怪。2023年6月,加州沿海擬菱形藻暴發(fā)性增殖所產(chǎn)生的赤潮情況尤為嚴(yán)重,數(shù)以百計(jì)海獅、海豚等海洋動物中毒死亡,引發(fā)擔(dān)憂。自2024年7月26日以來,加州圣巴巴拉、文圖拉等縣沿海每天都有海獅患病報(bào)告。調(diào)查顯示,這些海獅有軟骨藻酸中毒的跡象。
美國海峽群島海洋和野生動物研究所也表示,在加利福尼亞州沿海發(fā)現(xiàn)不少海獅“病怏怏的”,種種跡象表明,它們很可能因有毒浮游藻類暴發(fā)而遭殃。
藻類攜帶的幽靈毒素能夠毒死海獅??茖W(xué)家們抽絲剝繭解開謎題,用了26年??茖W(xué)是一個(gè)漫長的求真過程,它需要大膽地假設(shè),更需要小心地求證。而且在探索時(shí),時(shí)常會到達(dá)自己的知識構(gòu)架之外,達(dá)到感知之外的邊界,所以就需要科學(xué)家們通力合作去發(fā)現(xiàn)事情的真相。
編"輯/葉正正