邸雅楠贝海寻踪的“海洋医生”

黄娇丽

提起2018年在南海的科考活動，浙江大学海洋学院海洋生物与药物研究所副教授邸雅楠仍旧很兴奋。那是由中科院深海所组织，浙江大学、广州海洋地质调查局、国家文物局水下遗产保护中心等14家单位共同参与的“探索一号”TS07-02航次，在南海冷泉地质活动区的科学调查活动。当时，邸雅楠随“深海勇士”号下潜，下潜深度达1165米，水下工作6.5小时，实地观察到冷泉区生机勃勃的神秘海底世界。

深海下潜，对所有科学家来说都是非常宝贵的机会，6个多小时的夜潜（凌晨入水），邸雅楠却觉得转瞬即逝。“我下去的时候，天是黑的，海也是黑的，没有光线明暗的变化，只能看到探照灯光线所及的部分。”那天天气不错，下潜非常平稳。因为正好遇上海洋生物的垂直迁徙，邸雅楠在整个下潜过程中，看到了超乎想象的各种类型的生物。而在冷泉区，她更是见到了极其壮观多样的生态系统。

“海洋里的生物种类太多了，研究的空间非常大。”那么如何去保护海洋生态多样性呢？邸雅楠现在所做的事情就是，通过对海洋双壳类生理、生态研究，典型海洋生物模型的构建，以及海洋生态毒理学的研究，及早发现海洋危机并预警。就像一名“海洋大夫”，贝类是邸雅楠的听诊器。

打造一把“尺子”

当海面爆发赤潮或者出现大面积鱼类死亡事件时，人们开始思考海洋是否出现问题，问题的根源在哪里？假设赤潮爆发是一场病疫，海洋则需要一个“诊疗器”，提早诊断，发现病灶，在病疫爆发前“对症下药”。海洋生态毒理学就是进行海洋环境检测和对海洋生态系统健康评价的一个非常重要的内容。

“整个生态系统是一个有机体，中间的一环变化，整体就会发生改变。从一个小点，传递到最后的结果就会是一个放大的过程。所以我们需要关注到海洋生态系统里微小的生物组成，以及微小的生物变化。”研究海洋生态毒理学，邸雅楠希望从中找到一些敏感的生物效应，在它发展的初期就可以检测环境变化，以控制其进一步发展或者恶化的过程，在问题爆发前及时发现并作出防备，为保护海洋起到警报作用。

然而，生态系统的复杂性导致海洋生态毒理学的研究方法、研究内容很难用一把“尺子”去衡量。由于经济发展不同步，各个国家对于生态安全或者生态系统的健康评价标准不一。“全球的衡量指标都不一样怎么办？这时候我们需要有一个简单的分类标准，一个规范化的体系。”

邸雅楠从攻读博士开始就把关注点放在海洋双壳类，即海洋贝类上，目标就是打造这样一把“尺子”。

“贝类分布广泛，几乎在全球海域都可找到，其滤食性、附着性使它在当地生活环境改变的情况下，自身也会发生改变，所以它可以作为一种环境的指示生物。”邸雅楠说，从贝类的生物体内找到各种不同类型的生物指标，通过检测这些生物指标的变化，以及指标变化背后的机理，能够解释当地的环境发生了什么变化，可能会有什么影响，可以指示海域的环境健康水平是怎样的，达到最后预警的功能。

浙江大学海洋学院位于浙江舟山，除了对学生进行各种生物采集方法、分类鉴定的实践指导，邸雅楠自己每年会有3至4次的近岸出海，针对不同季节的贝类，进行个体采集以及所在的生态环境的采集。

“我希望把海洋贝类作为一个能够去衡量不同类型生态系统或者生态环境变化的一种模式生物。”据介绍，其实海洋贝类作为海洋环境监测物种在全球早已被广泛应用，比如贻贝作为一种指示生物，是一个全球比较认可、个体模式比较成熟的模式生物。大概在上世纪五十年代，全球就有“贻贝监测计划”。

目前，邸雅楠的实验室已经建立了贻贝的不同的生物级别以及各种不同的生物指标，他们把这些生物指标进行有机的结合，针对环境中不同的压力进行组合来研究它的响应过程及变化机制，并把这些信息推广到不同的生物种，实现预警的目的。

构建一个模型

构建生物模型是打造“标尺”的一种有效手段。邸雅楠认为以海洋生物为模型，可以把它建成丈量全球海洋生态变化的一种工具，从而了解破坏海洋生态多样性的因素，甚至可以指示高等生物以及整个自然界生物环境的变化过程中所面临的风险。

“生物模型和一般概念上的模型有差别，它其实是对本身具有一定代表性的生物的研究。分布广、价格低、生物指标稳定、研究深度有基础数据、具有认可度等是对生物模型的基本要求。”海洋里的生物模型目前最常用的以贻贝、牡蛎、青鳉鱼这3类为主。

以贻贝为例。贻贝已经具备生物模型的基本要素，但其中哪些具体生物指标能够作为检测的指标，需要实验的验证和优化，即针对不同环境因素变化的“靶向”反应指标需要进行深入研究。除了构建个体生物模型，从贻贝个体中分离细胞进行后续培养检测，还可以建立体外研究的细胞体系，从而避免海洋生物的个体研究。

“当前有很多先进技术，如测序技术、组学技术，为模型技术提供了很好的技术基础，但这些技术存在成本过高的缺点。”为了使其应用性更广，在开发生物模型检测技术的时候需要综合考虑，最后建立指标。

“海洋生物的种类很多，贻贝作为一种生物模型有其自身优势，但不能同时代表所有生物类型的变化。”邸雅楠和她的团队目前已经发表的一些文章，针对环境中的重金属、有机物，建立了一个4级（分子水平、细胞水平、组织水平、个体水平）的生物水平的检测指标，通过这个不同级别之间相互关联的检测指标，能够说明重金属、有机物对它产生了什么样的、何种级别的影响。此外，他们正在尝试对环境中的一种新型污染物一一微塑料，进行一个检测指标的整合。

未知数就代表着可能性

在冷泉和热液系统，无一例外有海洋贝类的存在。邸雅楠在南海冷泉地质活动区的科学调查活动中，主要工作是研究极端环境下海洋贝类与近海常见的海洋贝类的生理状态有何不同。

碳酸岩石上，一簇簇的贻贝，丝线连接彼此，白成一片。贻贝又像森林一样，上面布满密密麻麻不同的生物。根据冷泉喷口从近到远，生物多样性和生物量慢慢地变化，追寻着营养物质营造了一个生态系统。

“对这类极端条件的研究，是为了帮助我们解释生物体生存、适应的过程。我们通常认为万物生长靠太阳，有了阳光植物可以合成各种有机物质，然后就有了食物链的各种传递。冷泉热液物质在海底没有光照，却有很丰富的生态系统，这就打破了大家认识的一个局限。”邸雅楠表示，海洋中的不可控因素太多了，时刻充满未知数，而每种未知数就代表着一种可能性。

“当潜器浮出海面的那瞬间，阳光从悬窗照进来，喜悦感像海水一样包围着我。”邸雅楠说，就像完成了人生中一个很大的使命，新征程也在同一瞬间开启。调查结束后，邸雅楠对下潜后采集的样品做了初步分析，发现深海贝类和浅海贝类在生理组织结构以及各种生理指标上存在不同，造成其差别的原因、这个差别对环境的贡献能力有多大，还要进一步研究。

“我们对海洋的认知仍旧停留在表面。我希望未来继续专注于这个研究领域，我们构建的生物模型能够被该领域的人员应用于他们的科研中。”

责任编辑 王碧清