蓝藻为什么没有灭绝（蓝藻是如何杀死300头大象的）

出品：科普中国

制作：苏澄宇

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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。

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：guardian

△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。

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。

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坑里，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。

△图源：guardian

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.