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谁是海狮搁浅的幕后元凶?

时间:2016-01-06 17:15来源:果壳网 作者:S.西尔维希耶 阅读:

对于住在太平洋东岸的居民来说,加州海狮是他们的老朋友了。这些大家伙平日在海里捕鱼,偶尔也会再海滩上晒晒太阳。而近几年来,这些“老朋友”的身上似乎出现了一些奇怪的变化:它们中的一部分成员似乎经常找不到回家的路。搁浅的现象一年比一年普遍,终于引起了科学家们的注意。

艾默里大学的彼得·库克(Peter Cook)对接受医疗的30头加州海狮进行了研究,最终找到了导致海狮迷路的嫌犯:来自海藻的毒素。相关论文[1]近日发表在了《科学》杂志上。

谁是海狮搁浅的幕后元凶?因软骨藻酸中毒而搁浅的海狮。图片来源:The Marine Mammal Center

这个毒害海狮的凶嫌名为“软骨藻酸”(Domoic acid)。它是由一种叫长链羽状矽藻的海洋藻类产生的化合物。软骨藻酸具有强烈的神经毒性,会对误食的动物产生巨大的影响。这些神经毒素会侵害脑部,造成中毒动物记忆丧失甚至死亡。而更可怕的是,软骨藻酸会在生物体内富集,使捕食中毒动物的猎食者牵连受害。软骨藻酸在美国海岸曾引起过强烈严重的事故,因误食含毒海产品导致中毒的事件在人类和海鸟、海狮群体中都有发生。希区柯克的恐怖电影《群鸟》中描述的鸟类反常行为,就是由这些毒素引起的事故。

谁是海狮搁浅的幕后元凶?电影《群鸟》中,被中毒的海鸟袭击的儿童。图片来源:dailymail.co.uk

兰加纳特的研究小组对中毒的30头海狮进行了检查。藉由核磁共振成像技术,他们发现,这些海狮的海马体受到了严重的损害,丘脑和海马体之间的联系显著减少。

谁是海狮搁浅的幕后元凶?由于暴露在软骨藻酸中而受损的海狮海马体。图片来源:The Marine Mammal Center

在哺乳动物中,海马体与记忆的生成和处理关系紧密,在海马体受损的动物中,常会出现短期或长期的空间记忆障碍。研究人员认为,正是因为这样的原因,海狮们找不到回家的路。

为了观察脑部结构中毒对空间记忆的影响,研究人员同时进行了行为实验。这些实验包括T-迷宫实验和觅食实验。在T-迷宫实验中,通道的左侧或右侧会有食物。在训练海狮了解食物的方位后,研究人员允许海狮自由选择方向。海马体受损的海狮在这一实验中在选择前会出现犹豫,思考时间延长。


典型的T-迷宫实验。经过训练的海狮能够记住每次食物所在的方位,但海马体受损的海狮在决定食物的位置时就需要更多的思考时间。视频来源:Wharton Media

而在觅食实验中,海狮被允许探查四个可能装有食物的空桶。这些空桶中有一个装满食物,其他三个没有。在经过类似的训练后,研究者允许海狮选择装有食物的空桶。在这一实验中,脑部受损的海狮错误概率会提高。


觅食实验。在这一实验中,位于墙边的四个空桶只有一个装满食物。经过训练的海狮能够正确地选择装满食物的空桶。而脑部结构受损的海狮则常常犯错。视频来源:Wharton Media

从软骨藻酸到异常行为,这些实验数据很好的帮助兰加纳特研究小组解释了海狮行为反常的原因。然而,这些并非毒害的全部,论文的第一作者彼特·库克(Peter Cook)认为,这些脑部损伤干扰记忆的程度可能比人们所估计的更为严重。

他表示,这种暴露在软骨藻酸并产生脑部损害的过程像是慢性病一样。而他们接下来将进一步研究,何种程度的剂量,能够造成如此严重的后果。

2008年,一组海洋学家发现,海洋中的尿素是促使矽藻大量释放软骨藻酸的元凶之一。将近十年过去了,人类活动对海洋的侵害仍然没有消除。时至今日,仍有大量海洋动物和人类为其所害。如果以上世纪60年代的《鸟》作为起点,那么污染发生至今已有足足半个世纪的时间。

一时短视放任污染的后果当然是严重的。可惜的是,似乎总要发生足够多的严重事故,人们才能意识到这一点——而也许直至今日,那些中毒死去的海狮和海鸟,也并没有真正唤醒些什么。(编辑:Calo)

参考文献:

  1. Cook, Peter F., et al. "Algal toxin impairs sea lion memory and hippocampal connectivity, with implications for strandings." Science 350.6267 (2015): 1545-1547.

(责任编辑:泉水)
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