渔业科技前沿

2016-03-28 10:13杨林林
渔业信息与战略 2016年4期
关键词:鱼类研究

渔业科技前沿

亚洲水产养殖业的疾病防治与环境相关

南安普顿大学承担的一个国际项目,旨在研究处于印度和孟加拉国的环境条件下如何在鱼类和甲壳类水产养殖中控制病害。传染病爆发是限制水产养殖业可持续发展、满足全球性食品安全和扶贫的关键因素。由英国南安普顿大学和印度盐咸水水产养殖中央研究所牵头,印度、英国和孟加拉国共9个研究机构和大学合作参与了该项目。

这个项目旨在评估控制两种亚洲淡水鱼和甲壳动物养殖过程中造成重大经济损失的病原体的池塘物理条件。全球因虾类和其他甲壳类动物易感染的白斑病原体(WSD)引起的白斑综合症(WSSV)造成的经济损失估计在80~150亿美元之间。

该项目的首席研究员,南安普顿大学海洋和地球科学副教授Chris Hauton博士表示,目前还没有有效的手段控制这个全球性的病原体。目前的最佳选择是了解环境如何控制这种疾病在虾池中的蔓延,以此来降低传染病暴发的风险。将这些知识纳入管理实践指南,有助于未来开发新的干预策略。至少94种鱼类因类似真菌的病原体感染引起肠炎综合症(EUS)。仅在1988~1989年孟加拉国由于EUS遭受了480万美元的损失。

阿伯丁大学国际水产养殖研究和开发中心主任Pieter van West教授补充道,这是一个非常重要的项目。这种疾病还没有进入欧洲水产养殖业,但是需要保持时刻警惕,因为它在当前条件下是不可控的。研究人员将与印度和孟加拉国养殖户一起根据现有的最佳实践案例制定新的指导方针,以便在亚洲各养殖区域推广。该小组还将研究两种疾病宿主病原体相互作用的过程,为将来研发新的降低感染的方法提供借鉴。

杨林林译自UK:Can the environment help control disease in Asian aquaculture,FIS,2016-6-2

塑料微粒对仔稚鱼造成威胁

瑞典乌普萨拉大学的研究人员发现,仔稚鱼在发育过程中接触塑料微粒会改变其行为且容易发育不良,死亡率大大增加。

研究人员发现鲈鱼仔鱼接触塑料微粒后只吃塑料,无视浮游动物等其它天然饵料。塑料微粒来自大型塑料废物片段或制造的微型塑料(如个人护理产品中的磁珠)。这些微观粒子通过水路、湖泊到达海洋,在沿海地区富集达到高浓度。当前人们越来越担心小塑料废物的积累可能会影响海洋生态系统的功能,但对塑料微粒对海洋动物影响的认知相当有限。科学家们首次发现了塑料微粒污染威胁仔稚鱼的发育。

研究的主要作者,海洋生物学家Oona LÖnnstedt表示,鱼饲养在不同浓度的塑料微粒环境下,孵化率会降低并出现行为异常。实验中的塑料微粒水平近似于瑞典和世界上许多其它沿海栖息地的塑料微粒含量。鲈鱼仔稚鱼接触一定浓度的聚苯乙烯塑料微粒表现出发育不良的迹象。作者发现这与仔稚鱼摄食偏好有关,吃过塑料微粒后仔稚鱼只吃塑料,无视浮游动物等天然饵料。

该研究的参与者Peter EklÖv教授表示,这是第一次发现动物优先摄食塑料粒子,结果令人担忧。Oona LÖnnstedt强调,仔稚鱼在发育过程中接触塑料微粒相比于生长在无塑料微粒环境中的仔稚鱼表现出行动迟缓等行为异常。此外,接触塑料微粒的鱼无法感知捕食者的气息并做出本能的逃避行为。缺少逃避捕食者反应使得仔稚鱼更易被捕食。研究中,当鲈鱼和它的捕食者梭鱼放置在一起时,接触过塑料微粒的仔鱼被捕食数量是对照组的4倍,且所有接触过塑料微粒的仔鱼在48 h内全部死亡。如果这种反应可以视为在自然环境中增加被捕食风险后的高死亡率,将可能直接影响鱼类种群的补充和可持续性。波罗的海塑料微粒污染正在加剧,如鲈鱼、梭鱼等沿海关键种类的补充量也在显著下降。研究揭示了一个潜在的补充量下降、死亡率增高的原因。如果其它物种的早期生活史也同样受塑料微粒的影响,这意味着死亡率的增加,对水生生态系统的影响可能是深远的。

研究结果从生态角度强调了之前被低估的塑料微粒对海洋生态系统的影响,并强调需要新的管理策略或可生物降解的替代产品来减少塑料微粒的排放。该研究结果发表在《科学》杂志上,应被视为世界各地海洋中正在发生的标志事件。然而,在得出确切结论之前仍需要更全面的研究。

杨林林译自Sweden:Microplastic particles pose risks to fish larvae,FIS,2016-6-3

海螺提取物具有抗癌效果

澳大利亚卧龙岗大学(UOW)和伊拉瓦拉卫生医学研究所(IHMRI)的研究人员发现了一种来自海螺的新型分子,可用于多重耐药癌症并取得了可喜的成果。

这种被称为N-alkylisatins的分子在实验室条件下48 h内杀死了100%耐药肿瘤细胞。相比之下,常用于治疗乳腺癌的化疗药物在相同时间内只杀死了10%的细胞。IHMRI和UOW生物科学学院的首席研究员Kara Perrow博士在《Heliyon》杂志上发表了该最新研究结果。

Perrow博士表示,尽管50%用于治疗癌症的药物和75%以上用于治疗传染性疾病的药物来源于陆地或海洋植物和动物等天然产物,她还是对疗效感到惊讶。研究结果非常令人惊讶。因为该分子和一些当前使用的效果不显著的化学疗法的性质很相近。因为这种相似性,不曾预料到它们会对对抗这些分子类型的细胞产生显著效果。多重耐药性是指肿瘤对多种化疗药物产生抗药性,不再响应治疗,这是当前疾病治疗的一个主要瓶颈。它影响各种血液癌症和固体肿瘤患者,包括乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌和胃肠道癌症。结果令人兴奋,因为研究人员发现的对多重耐药细胞有影响的新分子可能会提高患者的生存率并降低复发率。

该化学物质最初是在2002年与南十字星大学的Kirsten Benkendorff博士合作,在白岩海螺(Dicathasis orbita)卵里分离得到并发现其抗癌特性。这些海螺在澳大利亚和新西兰沿海礁石附近十分常见。有趣的是,昆士兰锥海螺的毒液也证明具有治疗疼痛的作用。为了研发新的N-alkylisatins,Perrow博士与同校化学系的同事、名誉教授John Bremner和副教授Danielle Skropeta一起调整卵中提取成分的化学结构,最终将抗癌特性提高了1 000倍。Perrow博士和她的团队随后将实验室培养的商业化疗敏感或耐受的癌细胞,接触不同浓度的N-alkylisatins 48 h。然后用这些化合物对实验室培养的不同癌症细胞系进行筛选,发现该分子对所有细胞有效。Perrow博士表示,对结肠直肠癌、前列腺癌和乳腺癌尤其有效。N-alkylisatins的靶位点是细胞骨架,这是细胞继续分裂的关键。这些靶位点被称为微管,化合物干扰这些结构的合成分解,使细胞不能进行任何进一步的分裂,这意味着细胞死亡。

Perrow博士和她的团队目前正在致力于优化药品的安全性。这涉及到将N-alkylisatins包装成脂溶性纳米颗粒,这样注射安全无毒。科学家们现在着力于如何利用这些分子来对抗乳腺癌。未来,这些药物可以作为一代化疗失败后的二代治疗,成为一个全新的疗法来替换当前治疗标准,或者与一些抗癌药物结合使用以减少耐药性形成的机会。目前该药物正在前期临床试验阶段,Perrow博士表示可能需要等5~10年该药物才可以使用,这取决于资金支持以及在动物和人体试验的结果。

杨林林译自Australia:Chemical derived from sea snails proving a potent cancer killer,FIS,2016-6 -3

电鳗能够攻击陆上动物

范德堡大学的科学家发现电鳗能够从水中跃起利用高压攻击陆上的猎物。研究人员Kenneth Catania在实验后发现,这种南美电鳗能够尾随大型移动猎物,将下巴对准目标后放电冲击。

在前期实验中,Catania用带有金属圈和手柄的网将电鳗从水族馆转移至实验室,当网具靠近时电鳗会转身袭击。Catania表示,电鳗会将其下巴对准手柄,然后沿着手柄方向猛烈地跃出水面。科学家解释道,一些鱼类会因为逃避危险而跃出水面,这并不奇怪。但电鳗协调了飞跃和高压脉冲,表明这不仅仅是一个简单的逃避反应。

为了测量脉冲的电压和电流,Catania将金属传导棒置于电鳗所处水体中。当电鳗靠近金属棒跃起放电时产生了巨大的电压和电流。研究人员还将连接LED灯的导电胶带贴在一个模拟猎物身上,结果显示随着电鳗的跳跃导电的部分也随之增加。慢动作显示,电鳗弯曲脖子旨在保持发电器官与猎物之间的联系。冲刺策略为电鳗提供了大量电能,通常分布在周围水体和猎物周边。这种攻击似乎是对陆栖或半水栖动物最为有效的方式。该研究结果发表在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。

杨林林译自USA:Scientific study confirms that electric eels can attack prey on land,FIS,2016-6 -7

贻贝壳越来越薄

芝加哥大学的生物学家们发现,华盛顿洲沿岸的加利福尼亚贻贝的外壳厚度比20世纪70年代薄32%。科学家们相信,过去几十年间贻贝壳厚度的降低与大气中碳的增加造成的海洋酸化有关。

该研究的主要完成人、生态和进化学专家Cathy Pfister表示,历史资料由先前做过研究的科学家提供,Makah部落民族和奥林匹克国家公园为如今的研究提供了便利。人类燃烧化石燃料向大气中排放的大量二氧化碳被海洋吸收,这会降低海水的pH值,导致海洋酸化。贻贝、牡蛎以及一些藻类在这样的环境中很难合成碳酸钙外壳和骨骼。这些种类可以为海洋酸化对海洋生物的影响提供早期警示。在先前的研究中,Pfister和他的同事记录了华盛顿沿岸Tatoosh岛周边海水下降的pH值。2011年进行了贻贝外壳的碳氧同位素研究。这些贝壳由Makah和生物学家收集,年代分别为公元668~1008年和20世纪70年代。研究人员比较了贝壳同一位置的厚度。平均而言,Makah文化和研究中心提供的贝壳厚度比现代贝壳厚27.6%;20世纪70年代的贝壳比现代贝壳厚32.2%;而Sand Point取样点的2 150~2 420年前的古老贻贝贝壳厚度比现代贻贝厚94%。

贻贝外壳厚度长时间下降显示了海洋酸化的影响,但研究人员表示也不排除环境因素的改变,如食物供应(浮游生物)的变化。研究人员指

出,加利福尼亚贻贝作为该海域的基础物种,任何变化都需要密切关注。外壳厚度的降低使它们越来越容易受到天敌和环境的干扰,而贻贝反过来又可能会影响数百种生活在潮间带的其他物种。该研究由SeaDoc基金会、美国国家科学基金会和美国国防部的资助,研究结果发表在《英国皇家学会学报》杂志上。

杨林林译自USA:Mussel shells getting thinner and thinner,FIS,2016-6-22

鱿鱼可通过漏光进行伪装

稀薄的光线有助于鱿鱼隐藏自己,躲避捕食者。一些透明鱿鱼的生物发光细胞正以一种令人惊讶的低效率方式运作,即滤掉大部分光线而不是反射光线。透明鱿鱼拥有大部分透明的身体,其在深水中的运动不引人注目。海洋捕食者经常扫视其上方水体中因遮挡光线而显露的猎物轮廓。但这对透明鱿鱼来说威胁很小,除非头部的眼睛暴露。在眼睛之后,盖乌贼长有银白色斑点细胞作为生物发光器。多种海洋生物进化出了这种伪装技术,使它们的阴影在捕食者眼中不大明显。

晶体衍射数据在Bruker Smart Apex II CCD衍射仪测得,以石墨单色化的Mo Ka (λ=0.071 073 nm)辐射为光源,收集的数据通过SADABS[7]做吸收校正,晶体结构运用SHELXTL程序采用直接法解出.非氢原子的坐标是在以后的数轮差值Fourier合成中陆续确定的,基于F2以最小二乘法对全部非氢原子的坐标以及各向异性参数进行精修.所有碳上的氢原子均根据理论加氢获得.配合物中存在的残留的溶剂水分子通过PLATON程序中的SQUEEZE命令滤除.配合物的晶体学数据列于表1,部分键长和键角列于表2.

宾夕法尼亚大学的生物物理学家Alison Sweeney推测这些发光细胞像显微光缆一样控制着发光的位置和方向。这些细胞被薄的蛋白层环绕。Sweeney及其同事Amanda Holt首次观察到这些结构时发现,这些发光细胞的效率不高,致使大部分的光线斜向泄漏。加利福尼亚蒙特利湾水族研究所的海洋生物学家Steven Haddock表示,人们一直认为最完美或最有效的机制将是生物进化的顶峰。但这项研究表明,环境带来的挑战有很多种方式可以解决。澳大利亚昆士兰大学的光学生态学家Justin Marshall表示,效率低听起来好像不大成功。虽然一些研究也展示了海洋生物大量的伪装技巧,但还没有研究揭示鱿鱼这种透光模式的原理。

Sweeney表示,事实证明鱿鱼的机体结构并不适合作为“光缆”。鱿鱼细胞长50μm,这个长度对细胞来说较长,但对“光缆”来说较短。这些细胞不能引导光,即使是较短的距离也会失去大部分光线。在显微镜下观察发光器的横切面,可以发现细胞间大的不均匀的间隙。在观察了野外环境下鱿鱼游泳的光线环境后,研究人员发现了发光器的整体效果。鱿鱼生活在近似黄昏的环境中,从各个角度不易被捕食者发现。显微“光缆”环绕物质的不均匀和形状的不规则决定了“光缆”的效果。研究人员将其分为五个类型,并调查了每种类型的效果,再与夏威夷两个自然水域的环境进行比较。当鱿鱼通过“光缆”使用发光器时,可以明显提高自身与周边环境的匹配度。通常鱿鱼利用不透明的皮肤迅速改变微小的色彩结构,实现自然伪装。眼部发光器的发现揭露了鱿鱼伪装的新方式。

杨林林译自USA:Science:Camouflage via leaky light guides in themidwater squid,FIS,2016-6-13

欧盟加强对深海生态系统的保护

欧盟渔业委员会已经同意修改条例,旨在保护欧盟和CECAF水域深海栖息地,包括禁止800 m以下的深海底拖网捕捞以保护脆弱的海洋生态系统。

荷兰总统成功促成的该协议,在经过四年的激烈政府讨论和技术完善工作后,仍然需要由渔业委员会常委会(Coreper)和欧洲渔业议会委员会(PECH)批准。荷兰农业部长理事会主席Martijn van Dam表示,这次协议较好地平衡了保护深海栖息地和负责任开发两者之间的关系。欧盟深海捕捞制度调控允许捕捞的深海物种,并设置成员国可以发放深海捕捞许可的条件。该协议修订部分,成功平衡了部分深海鱼种的商业开发和可持续性保护。

协议通过引入创新的种群管理办法来实现目标,具体方法为800 m水深限制,深海不允许拖网;根据历史数据设定地理区域,船舶只能于参考期内在这些海域内作业;脆弱海洋生态系统的特殊保护措施适用于400 m以下的深度;加强管理系统建设;额外收集针对性数据,确保更好了解深海种群情况。其中,特别重要的是对在欧盟和NEAFC水域作业的20%底拖网和底刺网船只进行观察。新立法有望在2016年年底生效。

杨林林译自EU:Deep sea eco-system boosted,FIS,2016-7-5

贝类携带的致病菌传感机制被发现

德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现了贝类携带的病原菌在人类肠道中的传感机制。

根据疾病控制和预防中心的数据,大约有十几种弧菌可引起人类感染,而副溶血性弧菌是三个最常见的致病菌之一。在美国,每年大约有8万例弧菌感染疾病,致死人数约100人。研究发现,人们摄入生的或未煮熟的含有细菌的海鲜后,副溶血弧菌合成两种蛋白共同探测和结合肠道中的胆汁盐。霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究员Orth博士表示,当一个人进食后,胃酸帮助分解食物,肠道内胆汁盐帮助溶解食物内的脂肪。当摄入生的或未煮熟的被副溶血弧菌感染的贝类,细菌使用相同的胆汁盐作为释放信号。一些细菌病原体导致肠胃疾病的案例正在增加,包括剧毒的霍乱弧菌。但直到现在,这些病原体的作用机制仍然未知。在先前的研究中,只有一个细菌基因被发现参与接收和传输肠道信号。

Orth博士表示,研究发现不只一个而是两个基因参与弧菌接收胆汁盐的信号。这些基因编码两种蛋白,在细菌膜表面形成一个复合体。利用x射线,研究人员发现这些蛋白形成一个类似栅栏的结构,结合胆汁盐,接收信号,进而细菌分泌毒素。今后的实验将重点了解结合胆汁盐的蛋白复合体如何诱发释放毒素。

杨林林译自USA:Sensing mechanism of food poisoning bacteria found in shellfish discovered,FIS,2016-7-5

环境胁迫导致海藻病害

新南威尔士大学(UNSW)研究人员发现,平时无害的细菌在高温胁迫下会导致海藻白化。

海藻是海洋中的“树木”,为许多沿海鱼类和其他海洋生物,如小型龙虾和鲍鱼提供了重要的栖息地和食物。新南威尔士大学的Suhelen Egan博士表示,大家都关注珊瑚白化,但海藻也会受温度的影响。在多数情况下,传染性疾病的病原体是未知的。增加对这些疾病的理解不仅对维持一个健康的海洋环境十分重要,还具有经济意义,因为越来越多的海藻被用于食品加工和生物燃料。

研究人员在悉尼海岸线不同地点约8 m水深处收集了健康和患病红藻(Delisea pulchra)的样本。患病海藻经历了自然白化,色泽丢失。Egan博士解释说,白化减弱了海藻的光合能力,消耗了用于繁殖的能量,也使得他们更容易受到海洋鱼类和其他食草动物的侵害。研究人员分离培养了患病藻中大量存在的微生物。然后在实验室测试了这些微生物导致海藻白化的能力。研究识别了三种通常在海藻中含量较少的完全不同的细菌,但这些菌都能引起白化。患病藻的常规微生物群落被打乱,微生物多样性低于平常。海洋中这些特定条件下的致病菌比人们意识到的要多。当宿主受胁迫时,他们抓住机会导致疾病。同样的,一些通常无害的常见细菌可以在人体免疫系统脆弱时诱发疾病。这三个新发现引起白化的病原体分别属于Alteromonas、Aquimarina、Agarivorans属。

杨林林译自Australia:Seaweeds get sick due to stress,FIS,2016-7-12

风化石油危害鱼类胚胎和幼鱼

一项对鲯鳅胚胎和幼鱼的研究显示,有毒石油会影响鱼类心脏、眼睛和神经系统的发育。

研究由加利福尼亚大学环境学家Riverside带领的团队实施。研究发现,紫外线改变了深水地平线(DWH)泄漏石油的成分,使之变得更有毒性,进一步威胁商业和生态性重要的鱼类。该研究的主要完成人、水生生态毒理性专家Daniel Schlenk表示,研究首次实验性评价了DWH石油对鲯鳅胚胎和幼鱼遗传反应的影响。研究成果发表在《环境科学与技术》杂志上。

这是首个针对暴露于石油中的自然物种的实验。与非风化石油相比,风化石油会显著改变胚胎和幼鱼关键功能的基因表达。研究预测风化石油对胚胎具有多靶点毒性。作为实验的一部分,研究人员将鱼类胚胎分三个时间点暴露于石油中,并在每个时间点收集遗传信息,采用新的生物信息学方法评估这些信息。最后,研究人员评价了毒性和鱼类的心脏功能,利用胚胎的基因表达预测了石油对鱼类生化、细胞和组织目标的影响。实验用的鲯鳅样本由Schlenk和来自迈阿密大学的团队从迈阿密和佛罗里达沿岸采集。样本胚胎分别置于两种不同类型的石油中,一种是泄漏风化的石油,另一种是泄漏源的原油,旨在判断哪种石油对鱼类更具毒性以及如何影响鱼类发育。

Schlenk表示,之前的研究表明心脏是石油的主要危害对象。此次研究表明,除了心脏,眼睛和神经功能也面临风险。通过了解化石燃料如何产生毒性有助于掌握这些污染物的风险,并确定监管或管理策略,降低这些物质的风险。直到今天,科学家们仍然不能确定DWH溢油影响的大小,特别是对处于敏感性阶段的鱼类;也不能确信暴露于石油中的生物群落是否可以恢复或者已经从这件事件中恢复。存在于石油或其他化石燃料副产品中的化合物如何产生毒性还有待科学家进一步的研究。

杨林林译自USA:Weathered oil may be endangering fish embryos and larvae,FIS,2016-7 -13

油性鱼类可能会降低肠癌患者的死亡风险

美国一项新的研究表明,肠癌患者每日摄食或1~2周摄入一部分油性鱼类会显著提高生存几率。

研究发现,患者只需提高海洋欧米伽3不饱和脂肪酸的摄入量就会大幅降低70%的死亡几率。这些不饱和脂肪酸通常在沙丁鱼、竹筴鱼等鱼类中含量丰富。欧米伽3不饱和脂肪酸可以抑制肿瘤的生长,阻断肿瘤细胞的血液供应。尽管研究人员表示该结果仅是观察值且没有最终的结论,但为欧米伽3不饱和脂肪酸影响癌症患者的生存首次提供了证据。该研究的首席科学家,波士顿马萨诸塞州总医院临床和流行病学专家Andrew Chan博士表示,如果其他研究也能证明该结果,肠癌患者将会被增加为海洋欧米伽3不饱和脂肪酸的临床推荐。研究人员监测了约20万人的饮食习惯和癌症发病率。日常摄入欧米伽3似乎对身材高大的、体重指数低于25的和不常服用阿司匹林的患者特别有用,死亡率分别降低了85%、90%和88%。

根据营养学家的数据,几小口鲑鱼,大约15 g,就含有0.3 g欧米伽3不饱和脂肪酸。每周食用100 g就能满足日常需求。每周食用100 g鲱鱼、200 g沙丁鱼或200 g鳟鱼也能满足每日0.3 g欧米伽3不饱和脂肪酸的需求量。雷丁大学药理学讲师Alister McNeish博士表示,本研究提供了有趣的证据表明欧米伽3不饱和脂肪酸的高摄入量与肠癌患者生存率提高密切相关。伦敦国王学院营养学教授Tom Sanders表示,这是一项观察研究,并不能得出肠癌患者低死亡率与欧米伽3不饱和脂肪酸有关,因为维生素D也对肠癌患者具有保护作用。Sanders的观点认为,此次研究没有证明欧米伽3不饱和脂肪酸的作用,只是得出了每1~2周食用一次油性鱼类,特别用鱼肉代替红肉的饮食习惯对健康有益的结论。研究认为如果其他研究也有类似的发现,肠癌患者可以通过增加油性鱼类的摄入量以延长生命。

杨林林译自USA:Oily fishmay lower risk of death in bowel cancer patients,FIS,2016-7-20

科学家计划将全世界所有鱼类3D数字化

华盛顿大学的一位教授计划扫描全世界25 000种鱼类将其数字化,并免费提供3D高分辨率图像在线下载服务。

为了完成这项任务,华盛顿大学生物与水产科学教授Adam Summers使用小型计算机X线断层(CT)扫描设备对全世界搜集的鱼类样本进行多次扫描。该设备如医用CT扫描机一样,从不同角度得到X射线图像,然后利用计算机技术创建骨架的三维图像。Summers表示,研究的目标在于方便科学家检视每个特定物种的形态,了解每组鱼类拥有类似物理学特征的原因,如盔甲般的骨头和钻入沙子的能力。所需扫描机已于去年11月花费34万美元购置,Summers目前在弗赖迪港实验室从事此项工作。Summers意在向所有需要的人免费开放,所有样本来自各地博物馆的馆藏和收集。世界各地的学生、博士后研究人员以及专家学者响应Summers的号召来到实验室所在的圣胡安岛扫描各自心仪的样本。此外,他们还向实验室邮递鱼类样本,并将结果在线公布。

来自博物馆收集的鱼类样本可以数字追踪,目前纳入在线数据库系统正在实验室扫描的鱼类来自华盛顿大学伯客自然历史和文化博物馆、费城美国国家科学院、俄亥俄州立大学、西澳大利亚博物馆等。Summers改进了仪器,可以一次扫描多条鱼,将多个鱼类样本包卷在一起放置在扫描仪上,待扫描完成后再拆解为各自的3D数据。Summers不再以最高的分辨率进行扫描,因为极少的科学家需要这样详细的数据。这样也节省更多的时间和数字空间,方便人们在线访问数据资料。目前为止已经完成515个种类的扫描,一些已经被“开放科学架构”——开放源码、学术项目的共享网站在线发布。Summers希望在2~3年的时间里完成所有鱼类的扫描工作。杨林林译自USA:Scientist intends to digitize 3D replica of all fish in the world,FIS,2016-7-28

海洋酸化改变鱼类繁殖习性

一项对意大利南部海岸近火山口的海域研究表明,海洋酸化可能对受影响水域的鱼类繁殖行为产生了重大影响。研究证实,睛斑扁隆头鱼(Symphodus ocellatus)出现了明显的繁殖异常。

科学家们强调,二氧化碳浓度升高后鱼类的主要交配行为,如占主导的雄性求爱和护巢行为没有发生变化,但高二氧化碳浓度下占主导的雄性配对产卵率显著降低,而交配成功率增加。已有的研究表明在高水平海洋酸化条件下鱼类感官受损、行为改变,本次研究利用摄像机及实验室基因鉴定的方法,首次在野外条件下研究了海洋酸化对鱼类繁殖行为的影响。巴勒莫大学Marco Milazzo教授指出,鉴于鱼类对粮食安全和生态系统稳定的重要性,研究结果强化了二氧化碳浓度不断上升对鱼类繁殖影响进一步研究的必要性。睛斑扁隆头鱼广泛分布在地中海的岩礁潮下带,繁殖期为每年的4月下旬到7月。这种鱼类的雄性有三种类型,主导型(筑巢、求爱和提供防御)、配合型(与主导型协作、帮助求爱)、投机型(徘徊在巢穴周围、伺机加入产卵的雌性当中)。

该研究的拍摄画面及成果发表在《英国皇家学会学报B刊》杂志上。研究表明,在高二氧化碳浓度下,主导型雄性配对产卵率减少了三分之二,求爱的时间也显著减少。基因测试显示高二氧化碳浓度下主导型雄性比例由正常水平的38%增加到58%。普利茅斯大学的Jason Hall-Spencer教授表示,研究人员曾预测竞争加剧将导致主导型雄性失势,但基因测试的结果证明这种情况并没有发生。事实上主导型雄性授精的卵粒数量比其他类型的雄性多,这主要是投机型雄性失去的受精机会。即使投机型雄性产生更多的精子、频繁授精,也没有使更多的卵粒成功受精。

杨林林译自UK:Ocean acidification alters fish reproductive behavior,FIS,2016-7-28

冰层覆盖率下降改变北极海上交通

西班牙高等科学研究委员会(CSIC)和巴利阿里群岛大学联合研究中心物理和复杂系统交叉研究所的一项研究表明,北冰洋冰层减少导致海上交通线路增加。

物理和复杂系统交叉研究所CSIC研究员Victor M.Eguíluz指出,这是首次用真实数据研究这一问题,此前只是增长模型。发表在《科学报告》杂志上的研究定量显示了从2010年到2014年间海上交通的显著增长,主要集中在挪威和巴伦支海。该地域的冰层融化促进了海上交通的发展。众多模型预测,到2050年,冰层会在夏末完全融化,海上交通将会显著增加。这些预测还存在不确定性,至今海冰融化引起的海上交通变化微乎其微。

研究统计了2010~2014年北极海上交通状况。数据包括总船舶数及其分布区域,用以分析不同季节船舶聚集的区域。随后,分别按季节和区域对比不同年份的海上交通状况,并挖掘冰层覆盖范围与船舶主要航线之间的关系。据统计,2014年共计11 066艘船舶驶过调查海域,其中1 960艘渔船、1 892艘货船、524艘油船、308艘客船。大多数船舶集中在北大西洋地区,少数船舶驶过北极地区。2014年北极交通占全球海上贸易的9.3%,渔船占12.4%,运输船占5.9%,油船占4.2%,客船占5.5%。挪威和巴伦支海这两处船舶活动集中区平均每月有超过2 000艘的船舶驶过。巴伦支海主要是渔船,而挪威和格陵兰主要是客船。东北及西北两个主要航道的交通统计表明,渔业集中在7~10月之间,主要与冰层的季节性变化相关,至少9月与北极渔业作业峰值一致。渔业可以作业的区域面积在10月份较高,80%的海面无冰,而1月份这一比例仅为57%。

2014年,海上交通占据了57~80%的北极无冰海域,增长幅度与2014年观测到的冰团消融幅度一致,而冰层覆盖面积还将持续减少。研究结果表明,进入并开发北极自然资源是该区域交通变化的主要原因。北极的海上交通情况可以量化,而该数据及海上交通密度可用于预测冰层的消融情况。

杨林林译自Spain:Decreased ice cover drives Arctic maritime traffic,FIS,2016-8-1

潮间带海滩盐度增加

一项科学研究表明,部分海洋无脊椎动物如贻贝和蟹类的迁徙和存活正受到温度升高和水分蒸发造成的海滩盐度波动的影响。

该研究由NJIT’s自然资源发展中心主持,研究结果发表在《科学报告》杂志上。研究关注了水分蒸发对地下水流量及潮间带沙滩(涨落潮之间的沙滩)盐度的影响。沉淀物分析显示,特拉华州斯洛特比奇部分沙滩盐度是海水的4倍。研究团队测量发现近岸海水盐度为25 g/L,进一步认为该地区海水渗透进入沙滩的地下水会有相似的盐度或因混入了内陆地下淡水而盐度更低。然而,测量结果表明,潮上带即高潮线的地下水平均盐度是60 g/L,部分区域达到了100 g/L。NJIT博士后、研究主要作者Xiaolong Geng表示,这部分盐度差只可能由蒸发导致,没有其它途径可以提升孔隙水的盐度,即沉淀物颗粒间孔隙中的地下水。蒸发速率及盐度都受温度和相对湿度的影响,同时潮汐和波浪稀释沙滩盐度。

CNRDP主任Michel Boufadel表示,之前的研究表明海水是沿海含水系统中盐分的主要来源,因此认为海水渗透通过海水-地下水混合体系增加了孔隙水盐度。研究团队连续7天分析了白天黑夜一个完整潮汐过程中时序取样的400份沉淀物样本。潮间带和沿海地区是一个动态栖息地,涨潮时被海水冲刷,落潮时暴露,受蟹类、贻贝、海葵、在此捕食的鸟类和海洋哺乳类、植物如海藻的喜爱。众多动物在这里打洞捕食或躲避捕食者和海浪,经常与孔隙水接触。研究人员建立的模型表明,全球变暖引起的气温增加不仅会增加内陆地区的盐度,还会彻底改变孔隙水的盐度,进而影响潮间带的动植物。

杨林林译自USA:Intertidal beaches become saltier,a study reveals,FIS,2016-8-22

马尔代夫在线追踪金枪鱼作业

一个新的渔业信息系统(FIS)日前在马尔代夫的金枪鱼渔业中投入使用。该系统用来监控渔捞日志、渔获交易、渔船许可和捕捞许可信息。

国际竿钓基金会(IPNLF)主席John Burton和马尔代夫渔业和水产养殖部长Mohamed Shainee参加了开通仪式。John Burton指出,IPNLF与当地非政府组织、政府部门、科学家和商业机构的联系比以往任何时候都更加紧密,确保国家传统渔业的负责任可持续发展,为马尔代夫渔业社区提供可持续的就业保障。该系统的使用将使得马尔代夫的金枪鱼渔业满足国际上最新的可追溯性要求。系统的开发始于2012年,这一年欧盟采取措施阻止和打击非法的、不报告的和不受管制的渔业(IUU);鲣鱼的竿钓渔业成功地被海洋管理委员会(MSC)认证。这为马尔代夫的渔业数据采集提出了新的要求。航海日志因此被赋予了额外的重要责任,一个能够满足未来渔业很多年要求的新的动态系统应运而生。

该系统的开发得到了非盈利机构IPNLF及其成员Marks&Spencer、Sainsbury和World Wise Foods的大力支持。该系统要求数据库专家在渔业和水产养殖部的海洋研究中心内全职工作。Burton表示,通过FIS系统马尔代夫渔业将迎来优秀的发展机会,这要感谢Shainee部长及其团队的合作和支持。FIS的发展工作远未结束,接下来将包含渔船产量的自动化报告,相信不久的将来就可以分享这一成果。

杨林林译自Maldives:Online system launched to trace tuna fisheries,FIS,2016-8-10

南大洋海冰中发现强有力的神经毒素

一个国际研究团队在海冰中发现了可以将汞转化为甲基汞的细菌,这会对鱼类、鸟类及其海洋环境造成严重污染。研究结果发现在《自然微生物学》杂志上。

甲基汞在食物网中通过生物放大作用富集,可以传递到大脑导致胎幼儿发育障碍、出现生理问题。该研究的领导者,墨尔本大学地球科学学院博士生Caitlin Gionfriddo警告说,大鱼吃小鱼,甲基汞随着食物链逐渐富集最终被人类消费。来自墨尔本大学系统基因组学中心、美国地质调查和Lawrence Livermore国家实验室的研究团队想了解这种毒性较强的物质是如何进入海洋环境及人类食物中的。Gionfriddo花费了两个月的时间搭乘澳大利亚南极调查局的Aurora Australis号破冰船收集南极海冰样本。墨尔本大学地球微生物学家John Moreau表示,研究结果证实海冰中的细菌拥有将汞转化为毒性更强的甲基汞的能力。

研究结果强调了消除环境中汞污染的重要性,并建议当前限制某些鱼类的消费。研究参与者Robyn Schofield博士表示,汞在大气中存在的周期长达一年。这意味着化石燃料燃烧释放的汞在大气中横跨3 000 km落在了南极洲。汞在海洋中的沉积全年发生,但在南极春季沉积速度加剧。太阳光线在春季返回增加了落在海冰和海洋中汞的数量。该问题需要引起重视,尤其在气候变暖、鱼群枯竭的大环境下,越来越多的海产品生产商将目光瞄准了南极。

杨林林译自Australia:Potent neurotoxin found in sea ice in Southern Ocean,FIS,2016-8-6

欧米伽3注射剂可以减少中风脑损伤

哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员发现,冷水鱼萃取的鱼油中富含的欧米伽3脂肪酸可以减少大脑损伤。

为了开展此项研究,科学家们利用10天大的缺氧缺血性脑损伤(中风造成的血液流动减缓、氧气减少而引发)老鼠进行实验,补充含有DHA或EPA(欧米伽3脂肪酸)的脂肪乳剂。这些物质存在于特定的食物和补充剂中。CUMC的研究人员发现,这些鱼油脂肪酸在缺氧条件下多方面保护组织和细胞,减少炎症和细胞死亡。24h后,DHA而不是EPA治疗小鼠的脑损伤明显减轻。在接下来的几周,DHA补充组在脑功能的治疗效果上要优于EPA补充组和未补充的对照组。研究人员还发现,这些小鼠脑线粒体中DHA的浓度增加。线粒体是细胞的能量产生结构,在中风后血液流回大脑时被自由基损伤。这个过程被称为再灌注损伤,是中风后氧气和营养物质缺乏造成脑损伤的常见原因。

CUMC的儿科副教授Vadim S.Ten表示,研究结果表明在中风后注入欧米伽3脂肪酸DHA可以保护线粒体抵御自由基的破坏性影响。出生后不久或短期内血流量和氧气供应中断是导致新生儿脑损伤的主要原因,超过25%伴随终身神经系统障碍。这也与成年人中风后的脑损伤途径类似。CUMC营养研究所主管,流行病学教授Richard J.Deckelbaum表示,临床试验还需要确定中风脑损伤后立即补充含有DHA的脂肪乳剂是否会提供类似的神经保护作用。如果临床试验成功,将解决一个重要的中风医疗需求。该研究结果“DHA非EPA在新生小鼠脑缺氧后具有保护神经和线粒体的功能”发表在《Plos One》杂志上。

杨林林译自USA:Omega-3 injection may reduce stroke-like brain damage,FIS,2016-8-26

海洋变暖增加贻贝辐射诱导的遗传毒性

一项对不断上升的温度与紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)中氚的联系的研究显示,海水温度的上升可以显著提高和加速辐射诱导海洋无脊椎动物DNA的效果。该项由朴茨茅斯大学与环境、渔业和水产养殖科学中心(Cefas)合作的研究表明,在辐射剂量远低于国际应用标准时,较高温度下DNA链断裂要早于较低温度条件下。15℃时DNA在7天后出现明显损伤,而25℃时3天后DNA即出现明显损伤。

科学家们认为,这表明辐射引起DNA损伤加速,损害防御机制,即热休克保护、细胞周期进程和DNA断裂修复相关的基因表达。温度是一种非生物因素,对放射性核素和海洋生物具有潜在影响。许多放射性核素具有很长的半衰期。未来30~100年,海表温度可能会上升0.5~3.5℃,确定辐射下的交互作用变得十分重要。遗传毒理学和环境毒理学教授Awadhesh Jha表示,相比其他放射性核素,大量的氚随着核电站(NPPs)和核燃料处理厂(NFRPS)的废水被排放到环境中。核设施的冷却水是水生环境中氚的主要来源。这是一个重要的环境问题,仅次于放射性核素的释放。放射性核素可以远距离传播,因此确定自然生物群落的风险和环境可持续性的相关研究就显得尤为重要。Cefas韦茅斯实验室环境与动物健康研究小组的Brett Lyons强调,此类研究结果使人们能够更好地了解海洋变暖对海洋生物的风险。人们已经知道气候变化影响鱼类的生理学,如繁殖和迁徙。越来越多的证据表明,海水温度上升可能会增加某些化学物质和物理污染物所带来的风险。

该研究结果发表在《环境辐射杂志》上。实验贻贝暴露在15℃和25℃的氚水(HTO)中,确定7天内贻贝不同组织氚的积累以及DNA的损伤和基因表达。

杨林林译自UK:Marine warming could strengthen radiation-induced genotoxicity in mussels,FIS,2016-8-25

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