鲸鱼粪便样本显示海洋变暖与北极海域藻类毒素增加有关
《自然》杂志发表的新研究表明，阿拉斯加原住民社区为了维持生计而捕获的弓头鲸体内的毒素不断增加，表明海洋变暖导致北极食物网中藻类毒素浓度升高。
伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 的研究人员参与了一项跨机构、多年的研究，重点关注这一关键问题。该问题威胁着依赖蛤蜊、鱼类和鲸鱼等海洋生物获取食物和其他资源的沿海社区的粮食安全。阿拉斯加的社区目前正在请求研究人员帮助他们了解和监测他们赖以生存的北极生态系统中藻类毒素的出现情况。
“原住民社区对他们赖以生存的生态系统了如指掌，并且是最早认识到气候变暖影响的群体之一，”阿拉斯加州巴罗市北坡自治市镇的野生动物兽医、这项新研究的合著者拉斐拉·施蒂梅尔迈尔（Raphaela Stimmelmayr）说道。她表示，这些社区现在需要可靠的工具，例如实地测试，以便实时检测传统食品中是否存在藻类毒素。这些测试以及来自监测项目和仪器的信息，也有助于他们做出明智的决定，判断海洋哺乳动物或其他海洋野生动物（例如蛤蜊、鱼类和鸟类）是否可以安全食用。
她说：“放弃他们自古以来就需要并依赖的资源是非常困难的。”
凯西·勒菲弗尔（Kathi Lefebvre）是美国国家海洋和大气管理局（NOAA）渔业部位于西雅图的西北渔业科学中心的研究员，也是这项新研究的主要作者，她还领导着美国西海岸野生动物藻类毒素研究与应对网络。这个由各机构和机构组成的联盟收集野生动物组织样本，最北从阿拉斯加的波弗特海到南加州。之后，成员们将样本送到她在西雅图的实验室，检测其中是否存在藻类毒素。该实验室的早期研究发现，阿拉斯加的许多物种都有接触藻类毒素的证据，尽管毒素水平不足以对采样的动物造成危害。
二十多年来，该实验室定期检测在阿拉斯加北坡附近的波弗特海每年秋季捕捞的弓头鲸。这些鲸鱼通过过滤海水获取食物，其食物链中的磷虾含有藻类毒素。研究小组意识到，从鲸鱼粪便样本中可以揭示它们赖以生存的海洋环境中的毒素。
“没有人拥有这样的数据集，”勒菲弗尔说。“鲸鱼无需每年出海采集海洋环境样本，而是为我们代劳。它们的样本让我们能够了解鲸鱼每年采集的食物网内容。”
从2004年到2022年的19年间，对205头弓头鲸进行了检测。研究团队认为，他们掌握了足够的数据，可以追踪其随时间推移的变化。他们尤其想追踪一种名为拟菱形藻的海藻产生的软骨藻酸和亚历山大藻产生的石房蛤毒素的浓度。
他们在19年间每年采样的弓头鲸中发现，至少有一半到100%的样本含有石房蛤毒素。虽然软骨藻酸的含量较低（有些年份甚至没有检测到DA），但这项研究首次表明，由于气候变暖和海冰融化，北极海域的软骨藻酸暴露量正在增加。
科学家们利用美国国家科学基金会北极观测网络资助的波弗特海监测系泊站的数据，将弓头鲸体内的毒素与环境条件进行了比较。“我们很幸运地在鲸鱼觅食地附近维持了长期系泊，这为我们研究这二十年间环流和水体特性变化的作用提供了机会，”伍兹霍尔海洋研究所高级科学家鲍勃·皮卡特说道。研究人员发现，鲸鱼体内毒性增强的时期与向北的热通量增强有关，而向北的热通量增强又是由特定的风型驱动的。
这些较温暖的气候条件更有利于赤潮藻的生长，并与食物网中更高的毒素浓度相关。因此，大气条件会影响海洋学，进而影响赤潮藻的动态。
他们还利用气候数据将北极露脊鲸样本与海冰变化进行比较。历史上，海冰覆盖了北极的大部分地区，但近几十年来急剧减少。当海冰减少时，阳光会更快地使海洋升温，藻类生长得更快。6月份海冰覆盖减少最多的年份导致7月份水温升高。这增加了赤潮发生的可能性，也增加了鲸鱼体内毒素水平的上升。海洋变暖和海冰减少都与食物网中毒素水平的升高有关。
这项广泛的研究是来自部落、州和联邦政府、学术机构以及私人组织的研究人员数十年来通力合作的成果。当本土科学家和西方科学家齐心协力时，北极科学研究才能取得最佳成果。研究团队包括北极传统生态知识、海洋学、气候学、赤潮、食物网生态学专家，以及弓头鲸健康和生态学专家。这些研究人员成功解开了北极赤潮风险的谜题。这项研究证实，有必要持续加强对赤潮对阿拉斯加农村社区粮食安全和海洋生存资源食品安全的风险监测。
