健康|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 。
什么是蓝藻？
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 。
为什么蓝藻会有毒？
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 。
【健康|蓝藻是如何杀死300头大象的？】大象真的是被蓝藻毒死的吗？
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.
【健康|蓝藻是如何杀死300头大象的？】
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