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《气候变化和过度捕捞会增加海洋捕食者的甲基汞含量》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2019-09-19

  • 全世界有超过30亿人依赖海鲜获取营养，然而，鱼类是人类接触甲基汞（MeHg）—一种强效的神经毒性物质的主要来源。82%的美国人接触到MeHg是由于食用海产品，40%由于食用新鲜或罐装金枪鱼。

    自然界和人类排放到大气中的无机汞（Hg）约有80%沉积在海洋中，其中一些被微生物转化为MeHg。在食肉鱼类中，环境中MeHg的浓度会被放大一百万倍甚至更多。人类与MeHg的接触会造成儿童长期的神经认知缺陷，这种缺陷会持续到成年，全球社会为此付出的代价超过200亿美元。

    第一个关于减少人为汞排放的全球条约《the Minamata Convention on Mercury》于2017年生效。然而，在制定全球政策目标时，没有考虑到海洋生态系统正在发生的变化对人类经常食用的海洋食肉动物（例如金枪鱼、鳕鱼和旗鱼）中的MeHg生物积累的影响。

    研究人员利用30多年的数据和生态系统模型证明，在20世纪70年代至21世纪头10年期间，由于过度捕捞引发的饮食变化，大西洋鳕鱼中的MeHg浓度增加了高达23%；此外，大西洋蓝鳍金枪鱼组织中MeHg浓度预计将增加56%。此次最新的全球人为汞排放报告表明，海洋变暖和渔业管理计划将是未来海洋捕食者中汞浓度升高的主要驱动因素。

    （刘思青 编译）

    图片源自网络

  • 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1468-9?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg
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相关报告

  • 《气候变化可能会增加人类接触有毒汞的风险》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2019-09-20
    • 哈佛大学研究人员首创了一种模拟环境因素（包括海水温度升高和过度捕捞）影响鱼类中甲基汞含量的综合模型。结果发现，尽管对汞排放的调节已降低了鱼类中的甲基汞含量，但温度升高正在推动其反弹，并可能成为影响未来海洋生物的甲基汞水平的重要因素。 甲基汞是一种有机汞，在食物网中富集，这意味着食物链顶端生物体内的甲基汞含量高于食物链底部的生物。但要了解影响该过程的所有因素，必须了解鱼类的生活方式：进食和游动。 研究人员收集并分析了从20世纪70年代至21世纪初，缅因湾的海洋中大西洋鳕鱼和多刺鲨鱼的胃内容物。结果发现，1970年鳕鱼中的甲基汞含量比2000年降低了6％-20％。然而，多刺鲨鱼的甲基汞含量比2000年高出33％-61％。为什么生活在同一生态系统并在处于食物链中相似位置的鳕鱼和多刺鲨鱼，其体内甲基汞会有差异呢？ 首先是食物不同。20世纪70年代，由于过度捕捞，缅因湾的鲱鱼种群损失巨大。 鳕鱼和多刺的鲨鱼都以鲱鱼为食。没有鲱鱼时，它们都转向其他的替代品。鳕鱼吃其他小鱼，如甲基汞含量低的沙丁鱼和沙丁鱼。 然而多刺鲨鱼用甲基汞含量高的食物替代鲱鱼，如鱿鱼和其他头足类动物。当鲱鱼群数量在2000年反弹时，鳕鱼重新食用到甲基汞含量较高的鲱鱼，而多刺的鲨鱼则恢复到甲基汞含量较低的饮食。 另一个影响因素是嘴巴大小。与人类不同的是鱼不能咀嚼，所以大多数鱼只能吃到适合口腔大小的鱼。但是也有例外，例如箭鱼和头足类动物。在头足类和箭鱼等生物体中建立甲基汞水平一直存在问题，因为它们不会根据它们的大小遵循典型的生物累积模式。独特的喂养方式意味着它们可以吃掉更大的猎物，这意味着它们正在吃能够生物累积更多甲基汞的东西。 速度也有影响。高速运动的捕食者和洄游鱼比其他鱼使用更多的能量，这需要它们消耗更多的热量。高速运动的鱼类因其体型而吃得更多，但游得也多，所以体重不会增长过快。 此外，水温也产生影响。随着水温升高，鱼类会消耗更多的能量来游泳，这需要更多的卡路里。缅因湾是世界上变暖最快的水体之一。研究人员发现，2012年至2017年，尽管汞排放量减少，但大西洋蓝鳍金枪鱼的甲基汞含量每年增加3.5％。研究结果预测海水温度相对于2000年增加1摄氏度将导致鳕鱼中甲基汞水平增加32％，多刺鲨鱼增加70％。 实验证明，气候变化将增加人类通过海产品接触甲基汞的风险，因此，为了保护生态系统和人类健康，亟需调节汞和温室气体排放。 （李亚清 编译） 图片源自网络
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  • 《捕食者相互作用决定浮游植物随气候变化的迁移变化》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2022-01-18
    • 原绿球藻（Prochlorococcus）是地球上最小和最丰富的光合作用生物。单个原绿球藻细胞与人类红细胞相比相形见绌，但在全球范围内，这些微生物的数量达到了80亿，通过光合作用，产生了世界上大部分氧气。通常，原绿球藻广泛分布于海洋温暖的表层水中，随着两极气温的降低，数量急剧下降，因此，科学家认为，原绿球藻与很多海洋物种一样，温度是影响其分布的主控因素之一。但美国麻省理工学院（MIT）的科学家发现，原绿球藻的生存区域并非取决于温度，而是由与共同捕食者的关系决定。这项研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 该研究的合著者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系（EAPS）的高级研究科学家Dutkiewicz说，普遍认为，随着海洋变暖，原绿球藻会向极地移动，温度决定了海洋中原绿藻和其他浮游植物的范围，但这一认识与实测数据存在差异。该研究团队检查了2003年、2016年和2017年在东北太平洋航线的观测结果，航次在不同的纬度，连续对水域进行采样，并测量各种细菌和浮游植物（包括原绿球藻）的浓度。研究团队绘制了原绿球藻明显减少或消失的位置图，并标注了每个位置的海洋温度。令人惊讶的是，原绿球藻的消失在13-18℃之间都有可能发生，而实验室研究表明，13-18℃是原绿球菌适合生长和繁衍温度。该研究的合著者Follett表示，这说明温度本身无法决定原绿球藻分布，因此，他们开始怀疑温度控制原绿球藻分布的科学性，转而着手研究原绿球藻与异养细菌的相互作用。研究人员采用海洋环流和海洋生态系统相互作用的模拟，通过MITgcm模型，模拟了世界各地的洋流和上升流区域，并采用生物地球化学模型模拟了营养物质在海洋中的重新分配方式。他们结合复杂的生态系统模型来模拟不同种类的细菌和浮游植物（包括原绿球藻）之间的相互作用。在细菌的情况下，模型显示原绿球菌分布范围广泛，包括温暖热带地区和寒冷的两极，这与理论和观察结果相反。当模型中加入其他微生物、细菌和共同捕食者时，原绿球藻的分布范围从两极转移，与原始研究巡航的观察结果相匹配。模型结果还显示，原绿球藻可以在营养水平非常低的水域中茁壮成长，并且是细菌的主要食物来源。这些水域也恰好是温暖的，适合原绿球菌和细菌以及它们共同的捕食者生活。但在营养更丰富的环境中（如极地地区），冷水和营养物质从深海涌出，更多种类的浮游植物可以生长，导致细菌快速繁殖，进而威胁到原绿球藻的生存，甚至消失殆尽。因此，结果表明，与细菌的共同捕食者的关系决定了原绿球藻的生长范围。将这种机制纳入模型对于预测其他海洋微生物对气候变化的响应机制至关重要。 研究人员认为原绿球藻可以有效指示全球海洋变化，如果它的生存范围扩大，表明海洋中的情况也发生了很大变化。Follett补充道，有理由相信它的范围会随着世界变暖而扩大，但必须厘清影响其生存范围的因素，仅仅基于温度的预测是不正确的。（傅圆圆  编译）
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