加利福尼亚湾北部链状裸甲藻水华：从海鸟和海洋哺乳动物的大量死亡到社会经济影响

《Harmful Algae》：Gymnodinium catenatum blooms in the northern Gulf of California: From massive mortalities of seabirds and marine mammals to socioeconomic impacts

　　

2015年，墨西哥加利福尼亚湾北部（NGC）发生了一次链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）水华，导致海鸟和海洋哺乳动物多物种大量死亡。研究人员在受影响的海鸟和海洋哺乳动物组织中检测到麻痹性贝毒（PSTs）。组织病理学结果支持神经中毒和呼吸麻痹。该有害藻华（HAB）范围广泛，是NGC反复出现的问题，并产生了重要的社会经济负面影响。此外，研究人员分析了2015年至2024年间该区域G. catenatum水华的复发情况，并探索了可能解释这些事件持续存在的潜在环境驱动因素。

有害藻华（HABs）是近年频发的自然水生现象，其产生的毒素（如麻痹性贝毒PSTs）对海洋生态系统、渔业和公共健康构成严重威胁。链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）是产PSTs的主要甲藻之一，全球分布但存在区域性热点。尽管该物种在墨西哥加利福尼亚湾北部（NGC）反复出现，但缺乏其导致大规模野生动物死亡的确凿证据，且水华持续的环境驱动因素尚不明确。2015年初，NGC发生了一次毁灭性HAB事件，导致海鸟和海洋哺乳动物多物种死亡，并引发人类中毒和渔业关闭。为此，研究人员开展了本研究，旨在描述该水华事件，分析2015-2024年间水华的复发规律，并探讨环境驱动因素。该论文发表在《Harmful Algae》。

研究人员通过现场采样（2015年1月17-18日，22个站位；海滩横断面，覆盖San Felipe至Puertecitos约80 km海岸线）、毒素分析、组织病理学、卫星遥感（MODIS）、长期监测数据（2011-2024年，包括COFEPRIS卫生监测、Acuario Oceanico公司养殖场数据）等方法，确认了2015年水华的原因，并分析了复发规律。主要技术方法包括：亲水相互作用液相色谱-串联质谱（HILIC-MS/MS）和高效液相色谱-柱后氧化（HPLC-PCOX）用于PSTs定量；小鼠生物分析法（MBA）和受体结合分析法（RBA）用于毒素活性检测；组织病理学分析（H&E染色）；CTD剖面仪测量水文参数；ERA5风数据；卫星遥感（MODIS）估算水华分布。样本包括水样、海鸟（如褐鹈鹕Pelecanus occidentalis、蓝脚鲣鸟Sula nebouxii）和海洋哺乳动物（如长喙普通海豚Delphinus capensis）的组织及胃内容物。

研究结果如下：
9.1 2015年水华事件时间线和受影响动物位置：通过现场调查和官方报告，发现2015年1月至3月间，NGC区域出现大量海鸟（1017只）和海洋哺乳动物（249只）死亡，主要集中在San Felipe以南海岸。水华导致卫生禁令持续至6月10日。
9.2 受影响动物及死亡原因：通过毒素检测（HILIC-MS/MS、HPLC-PCOX、MBA、RBA），在死亡海鸟和哺乳动物（如海豚、鹈鹕、鲣鸟）的胃、肠、肝、肾、脑等器官中检测到高浓度PSTs，最高达232.4 μg STXeq kg^-1（海豚肺）。组织病理学显示脑血管充血、神经退行性变和心肌分离，支持神经中毒和呼吸麻痹。鱼（鳀鱼Cetengraulis mysticetus）作为毒素载体，其体内PSTs以STX和dcSTX为主，表明生物转化。
9.3 致病因子：水华由G. catenatum引起，最大细胞密度266×10³ cells L^-1，分布在表层至20米。颗粒物中PSTs最高36 μg L^-1，细胞毒素含量平均50 pg cell^-1（3.06 pg STXeq cell^-1）。卫星遥感显示水华面积约930 km²。
10 后续水华：2015-2024年每年冬季（11月-4月）G. catenatum水华复发，最高细胞密度在2017年1月（311,000 cells L^-1），PSTs浓度最高达152,852 μg STXeq kg^-1（2017年1月）。2016年较弱，而2021、2024年较强。
11 PSTs空间分布：PSTs在NGC分布广泛，但西部海岸（San Felipe以南）浓度最高，北部和离岸区域较低，表明水华热点区域。
12 水华复发与驱动变量：水华出现与温度低于20°C和西北风季节相关，温度最低时（14-15°C）水华达高峰。风场变化（从夏季南风转为冬季西北风）可能通过再悬浮囊胞引发水华，囊胞沉积物是种子库。

讨论部分总结：该事件是首次明确记录G. catenatum导致多物种死亡，比较了与其他产毒甲藻的毒性差异。G. catenatum毒性较低，但通过鱼类生物转化产生更毒类似物（STX和dcSTX），导致高死亡率。水华复发与温度、风场和囊胞再悬浮有关。社会经济影响严重，导致渔业关闭、收入损失和就业问题，建议将HABs纳入生态系统管理，并建立早期预警系统。

研究结论翻译：NGC的有害藻华发生在一个高度复杂的管理背景下，保护优先事项和社会问题交织。2015-2024年间G. catenatum水华的复发凸显了这些现象的持续存在及其作为区域环境和社会经济压力源的重要性。除了对公共和动物健康以及渔业的直接影响外，NGC的有害藻华是该地区多压力源社会经济问题的一部分，包括保护冲突、毒品走私、渔业依赖和公共卫生风险。因此，有必要将有害藻华纳入NGC的生态系统管理策略。有害藻华应被考虑在区域保护和经济开发计划中。基于对G. catenatum存在认识的早期预警系统（siat-cicese.mx）的实施是应对NGC有害藻华相关问题的第一步。