渔业科技前沿

减少全球变暖对淡水鱼类很重要

全球变暖将使淡水鱼类的栖息地受到威胁，这主要是由于水温上升。全球平均气温升高3.2℃将威胁到三分之一淡水鱼类约一半以上的栖息地。如果气温升高控制在1.5℃以内，濒危物种的数量就会减少10倍。这是荷兰拉德堡德大学、乌得勒支大学、PBL荷兰环境评估机构和莱顿大学合作进行的一项研究得出的结论。

许多研究评估了气候变化对陆地系统中动植物物种的潜在影响。然而，淡水鱼类在很大程度上被忽视了，尽管它们占全球已知脊椎动物多样性的大约四分之一。该研究的第一作者VALERIO BARBAROSSA表示，这是第一个调查气候变化对全球约1.15万种淡水鱼类潜在影响的研究。随着全球气温上升3.2℃（如果当前各国政府在2030年减排承诺之后没有进一步减排的话），超过三分之一的淡水鱼类将有一半以上的栖息地受到水温或水流极端情况的威胁；如果全球变暖限制在2℃以内，9%的物种将有一半以上的栖息地受到威胁；如果气候变暖控制在1.5 ℃，则这一比例将减少到4%。BARBAROSSA表示，这些数字表明，限制全球变暖对淡水鱼类真的很重要，就像以前的研究表明它对陆地系统的物种很重要一样。

研究人员模拟了未来水流和温度的极端情况，并确定了这些极端情况在哪些地方可能会超过鱼类栖息地目前的极端情况。该研究的参与者，拉德堡德大学环境研究员AAFKE SCHIPPER表示，水温和水流量是淡水鱼的两个关键栖息地因素。气候变化将扩大极端流量和温度的风险，这可能会减少合适的栖息地数量。这反过来也是物种灭绝风险的一个重要指标。研究结果表明，水温的变化比极端水流的变化更具威胁性，这反映出全球变暖将导致几乎所有地方的水温上升。研究结果进一步表明，热带水域淡水鱼类受到的威胁特别大。

BARBAROSSA表示，面临风险的物种数量代表了最坏的情况，因为鱼类将无法迁移到其他地方，也无法适应变化的环境。研究还考虑了一种情况，在这种情况下，物种可以自由穿越分水岭，逃离改变的环境。在这种情况下，气候变化威胁将大大降低。然而，许多淡水系统是分散的，这阻碍了鱼类迁移到更适合的环境。世界各地河流系统的特点是人造屏障越来越多，如大坝、堤堰、水闸或涵洞。这减少了淡水物种栖息地的连通性，限制了鱼类通过改变活动范围来应对气候变化的机会。研究人员总结说，如果想保护淡水生物多样性，就必须限制全球变暖。

杨林林译自Reducing global warming matters for freshwater fish species，Science Daily，2021－03－15

鱼类加工废弃物可以制造更清洁、更环保的塑料

聚氨酯是一种塑料，它几乎无处不在，如在鞋子、衣服、冰箱和建筑材料中。但是这些高度通用的材料也有一个主要的缺点：传统的聚氨酯是从原油中提取的，合成时有毒，而且分解缓慢，对环境不友好。现在，研究人员正在讨论如何从鱼头、鱼骨、鱼皮和鱼肠中提取一种更安全、可生物降解的替代品。研究人员在美国化学学会（American Chemical Society，ACS）春季会议上公布了他们的研究结果。该项目的主要完成人FRANCESCA KERTON博士表示，如果开发成功，鱼油基聚氨酯可以帮助满足对更可持续塑料的巨大需求。重要的是开始设计塑料时要有一个报废计划，无论是化学降解、将材料转化为二氧化碳和水，还是回收和再利用。为了制造这种新材料，KERTON团队准备从出售给消费者的大西洋鲑残骸中提取鱼油开始。研究生MIKHAILEY WHEELER觉得如何把人们扔掉的垃圾变成有用的东西很有趣，甚至可以改变塑料的制造方式。KERTON和WHEELER都供职于加拿大纽芬兰纪念大学。

传统的聚氨酯生产方法存在许多环境和安全问题。它需要不可再生的资源——原油，以及一种无色且剧毒的气体——光气。合成过程中会产生异氰酸酯，这是一种强烈的呼吸道刺激物，其最终产物在环境中不易分解，有限的生物降解会释放出致癌化合物。与此同时，对更环保替代品的需求正在增长。此前，其他研究者已经开发出新的聚氨酯，使用植物衍生的油来取代石油。然而，这些方法也有一个缺点，即生产油的作物，通常是大豆，需要可以用来种植的土地。在KERTON看来，加工鱼类废弃物是一个很有希望的替代品。鲑鱼养殖业是纽芬兰沿海地区的一个重要产业。鱼类经过加工后，剩余的部分通常会被丢弃，但有时也会从中提取鱼油。KERTON和她的同事开发了一种技术，可以将这种鱼油转化为类似聚氨酯的聚合物。首先，他们以一种可控的方式向不饱和油中添加氧气，形成类似于环氧树脂的分子环氧化物，这些环氧化合物与二氧化碳反应后，将生成的分子与含氮胺连接起来，形成新的材料。但是这种塑料闻起来是否会有鱼腥味？KERTON表示，刚开始处理鱼油时，会有一种微弱的鱼腥味，但随着这些步骤的进行，腥味就消失了。

KERTON和她的团队在2020年8月的一篇论文中介绍了这种方法，之后，WHEELER一直在对其进行调整。最近，她成功地将胺类物质换成了氨基酸，简化了化学反应过程。虽然他们之前使用的胺必须从腰果壳中提取，但氨基酸已经存在于自然界中。WHEELER的初步结果表明，组氨酸和天冬酰胺可以通过连接聚合物的组分来填补胺。在其他实验中，他们已经开始研究这种新材料在使用寿命结束后分解的可能性。WHEELER把它的碎片浸泡在水中，为了加速碎片的降解，又添加了一种能够分解鱼油中脂肪的脂肪酶。随后，在显微镜下，她看到所有样本上都有微生物生长，即使是那些在普通水中的样本。这是一个令人鼓舞的迹象，表明这种新材料可能很容易生物降解。KERTON和WHEELER计划继续测试在合成过程中使用一种氨基酸的效果，并研究这种材料对加速其分解的微生物生长的适应能力。他们还打算研究它的物理特性，看看它在现实世界中的潜在应用，如包装或服装纤维等。

杨林林译自Making cleaner，greener plastics from waste fish parts，Science Daily，2021－04－05

鱼类每年通过粪便和其他物质产生约16.5×108 t碳

科学家们对鱼类在与气候变化相关的全球碳循环中扮演的角色知之甚少，但美国罗格斯大学领导的一项研究发现，鱼类粪便、呼吸作用和其他排泄物中的碳约为每年16.5×108t，占海洋上层水域碳汇总量的16%左右。

这项发表在《湖沼与海洋学》（Limnology and Oceanography）杂志上的研究表明，关于地球生物泵的这一关键部分的数据，将有助于科学家了解气候变化和渔业捕捞对鱼类在碳通量中所起作用的影响。碳通量指碳在海洋中的移动，包括从表面到深海的移动，这是本研究的重点。研究的主要完成人，罗格斯大学新布朗斯维克分校环境与生物科学学院、海洋与海岸科学系海洋观测中心助理教授GRACE K.SABA表示，此次研究是第一次评价鱼类对碳通量的影响。估计鱼类的贡献约为16%，其中有很大的不确定性，科学家可以通过以后的研究来改进。阳光照射到大约650 ft（约198 m）深的海水中，鱼体内的碳以各种形式存在，包括下沉的粪球、无机碳颗粒（碳酸钙矿物质）、溶解的有机碳和呼吸的二氧化碳。

海洋通过与大气交换二氧化碳（一种与全球变暖和气候变化有关的关键温室气体）在地球的碳循环中发挥着至关重要的作用。海洋吸收的二氧化碳是由浮游植物（藻类）吸收的，浮游植物是海洋表面的小型单细胞植物。当藻类植物或鱼类和其他生物的粪便颗粒下沉时，有机碳可以通过一个被称为“生物泵”的重要过程，从海表进入海洋深处。鱼类每天进出深海的洄游也增加了有机碳颗粒，以及排泄和呼吸的物质。另一个因素是海水的混合。在阳光照射层以下的碳会被封存或储存在海洋中数百年或更久，这取决于有机碳输出的深度和位置。这个自然过程会产生一个碳汇，来平衡二氧化碳的来源。

杨林林译自Fishes contribute roughly 1.65 billion tons of carbon in feces and other matter annually，Science Daily，2021－02－17

FFAR帮助开发罗非鱼湖病毒疫苗

美国食品与农业研究基金会（Foundation for Food and Agriculture Research，FFAR）加入了对抗罗非鱼湖病毒（Tilapia Lake Virus，TLV）的“战争”，向佛罗里达大学赠予79.032 6×104美元（67.120 6×104欧元）的资金，以支持开发用于阻止疾病传播的疫苗系统。柯蒂斯医疗保健公司还提供了配套资金，使总投资达到183.031 2×104美元（155.444 4×104欧元）。

FFAR表示，尽管TLV在北美尚未有报道，但仍存在风险，如果发生，可能会造成有害的后果，如使目前死亡率已经达到50%甚至更高的养殖场雪上加霜。FFAR执行主任SALLY ROCKEY表示，为能够资助这项大胆的研究而感到自豪，该研究旨在开发一种可降低鱼类死亡率、保护粮食储备并提高农民盈利能力的疫苗。

此前，联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）估计全球范围内的罗非鱼共有700种，使其成为仅次于鲤鱼的第二大重要养殖鱼类群体。FFAR表示，罗非鱼每年为全球经济创造高达2 440×108美元（2 070×108欧元）的收入。但TLV仍然是全球水产养殖业的主要威胁，世界动物卫生组织（World Organization for Animal Health，OIE）指出，该疾病可能导致的死亡率高达90%。由于没有疫苗或药物可用于TLV的治疗，OIE提议限制从已报告疾病事件的养殖场中运输活罗非鱼，并采用清洁和消毒等通用生物安全措施以最大程度地减少污染物通过设备、车辆或人员传播。

虽然还没有对非洲许多罗非鱼养殖国家的所有死亡事件进行全面调查，但之前在哥伦比亚、厄瓜多尔、以色列、埃及、泰国、马来西亚和菲律宾都报道过TLV。在非洲，加纳、卢旺达和赞比亚也有罗非鱼死亡的报道，但还没有官方确认鱼类死亡的原因。在OIE建议培育抗TLV罗非鱼鱼种或开发疫苗作为持久解决方案的许多年后，佛罗里达大学表示，通过FFAR和柯蒂斯医疗保健公司的资助，现在可以开发一种创新的DNA疫苗系统。由ROY CURTISS领导的该大学研究人员将疫苗系统建立在弱化和程序化的自毁菌株上，这些菌株可以通过粘膜施用，并能够完全抵抗病毒。粘膜输送是经济有效的手段，并可刺激免疫系统的所有分支。该疫苗有望提高罗非鱼养殖的生产效率，而且该平台技术可用于其他水产养殖病原体，促进可持续农业。CURTISS表示，为鱼类开发的疫苗系统是模仿实验室开发的沙门氏菌载体疫苗设计的，旨在预防养殖动物的传染病，并通过减少病原体依靠食物链从动物传播给人类的威胁来提高食品安全。这些疫苗还可能减少农业中抗生素的使用，从而减少对耐药细菌病原体的选择。

杨林林译自New grant will help develop vaccine delivery system for tilapia lake virus，Seafood Source，2021－04－02

海洋保护有助于解决气候、粮食和生物多样性危机

从气候变化和碳排放到生物多样性和全球饥饿，人类面临着如此多的挑战，迅速应对这些挑战是一项艰巨的任务。一个可能解决多个问题的解决方案可以为推动社会进步提供所需的动力。

一个由26名科学家组成的国际团队，其中有6人来自加州大学圣巴巴拉分校，刚刚在著名的《自然》（Nature）杂志上发表了一项研究，为人类面临的几个最紧迫的挑战提供了一个综合解决方案。这是迄今为止最全面的评估，除了可以保护濒临灭绝的物种和栖息地外，严格的海洋保护还可以促进更丰富的健康海产品供应，并为应对气候变化提供了一个廉价、绿色的解决方案。

研究人员确定了海洋的特定区域，如果这些地区受到保护，它们可以提供多种好处。保护这些地区将为近80%的海洋物种提供保护，增加捕捞量超过800×104t，并通过保护海底免受拖网捕捞这种广泛且具有破坏性的捕鱼行为，防止超过10×108t二氧化碳的释放。这也是第一个对拖网捕捞可能向海洋释放二氧化碳的量化研究，发现拖网捕捞每年可使数亿吨的二氧化碳释放到海洋中。该研究的主要作者，国家地理学会的常驻探险家ENRIC SALA表示，由于过度捕捞、栖息地破坏和气候变化，全球海洋生物数量一直在下降。然而，目前只有7%的海洋受到某种保护。在这项研究中，开创了一种新的方法，用来确定那些如果得到保护，将促进粮食生产、保护海洋生物同时减少碳排放的地方。很明显，人类和经济将从更健康的海洋中受益。如果各国共同努力，到2030年保护至少30%的海洋，人类将可以很快意识到这些好处。

为了确定优先保护区域，包括海洋生物学家、气候专家和经济学家在内的研究人员，分析了世界上未受保护的海洋水域。他们的重点放在这些水域受到人类活动的威胁程度上，而人类活动的威胁（如过度捕捞和栖息地破坏）可以通过设立海洋保护区来减少。然后，他们开发了一种算法，以确定在生物多样性保护、海产品生产和缓解气候变化这3个互补目标中，保护哪些地方将带来最大的好处。他们绘制了这些位置的地图，创造了一个实用的“蓝图”，可供各国政府在履行保护自然承诺时使用。加州大学圣巴巴拉分校环境市场解决方案实验室（Environmental Market Solutions Lab，emLab）海洋与渔业计划共同负责人DARCY BRADLEY表示，虽然考虑了海洋保护带来的3个关键好处，但这实际上仅仅是一个开始。这种方法是一种让多个利益相关者参与讨论的方式，表明他们的利益可以被优先考虑，并最终证明保护大片海域有利于同时实现多个目标。该项研究并没有为海洋保护提供单一的地图，但它提供了第一个实物框架，让各国根据本国的优先事项来决定保护哪些区域。然而，该分析支持这样一种说法，即30%是为了提供多种利益给人类而必须保护的最低海洋比例。研究的参与者，emLab和国家地理学会原始海洋计划的海洋科学家JUAN MAYORGA表示，拯救海洋生物并获得其他好处并没有单一的最佳解决方案。解决方案取决于社会或特定国家关心什么，研究提供了一种新的方法来整合这些偏好和找到有效的保护策略。

这项研究是在联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会召开之前进行的，该会议原定于2021年5月（现已更改为10月，译者注）在中国昆明举行。会议将汇聚190个国家的代表，最终达成一项结束世界生物多样性危机的协议。到2030年保护地球30%的陆地和海洋的目标（“30×30”目标）预计将成为该条约的支柱。该报告遵循了美国、英国、加拿大、欧洲委员会和其他国家（地区）在国家（地区）和全球范围内实现这一目标的承诺。俄勒冈州立大学的杰出教授，研究的参与者JANE LUBCHENCO表示，具多重优势的解决方案对普通人和领导者都很有吸引力。开创性方法可以让他们精确定位，所定位的地方如果受到保护将同时对三大问题（粮食安全、气候变化和生物多样性丧失）做出重大贡献。在方法论上的突破可以为自然界和人类带来多重利益。该报告确定了高度多样化的海洋区域，其中物种和生态系统面临着人类活动带来的最大威胁。在这些地方建立具有严格规定的海洋保护区将保护80%以上的濒危物种，而目前的覆盖范围还不到2%。作者发现优先位置遍布整个海洋，其中绝大多数位于沿海国家的200 n mile专属经济区（exclusive economic zones，EEZs）内。其他的保护目标位于公海，即那些受国际法管辖的水域，包括大西洋中脊（一个巨大的水下山脉）、印度洋的马斯卡林高原、南美洲西海岸的纳斯卡海岭以及非洲和南极洲之间的西南印度洋山脊。也许最令人印象深刻和最令人鼓舞的结果是，如果谨慎选择严格保护海域的位置，就可以在只有21%的海洋受到保护的情况下获得巨大的生物多样性保护收益。法国蒙彼利埃大学的教授DAVID MOUILLOT表示，南极洲的保护是一个值得注意的优先事项，它目前几乎没有受到保护，但由于气候变化，预计在不久的将来会容纳许多脆弱的物种。

研究发现，在野生捕捞鱼类供应减少而需求上升的时候，设立禁止捕捞的海洋保护区（marine protected areas，MPAs）实际上会促进鱼类产量。基于此，该研究驳斥了长期以来一直认为海洋保护会损害渔业的观点。相反，它为重振正遭受过度捕捞和全球变暖影响的渔业提供了新的机会。一些人认为，关闭捕捞区域会损害渔业的利益。但成功渔业的最大敌人是过度捕捞，而不是海洋保护区。该研究的主要完成人SALA表示，研究发现，与以往相比，保护正确的地方可以增加800×104t的海产品捕捞量。这很简单，当过度捕捞和其他破坏性活动停止时，海洋生物就会恢复。在保护措施到位后，海洋生物的多样性和丰富度会随着时间的推移而增加，短短3年内就能实现可衡量的恢复。目标物种和大型捕食者又回来了，整个生态系统在保护区内得以恢复。随着时间的推移，海洋可以自我修复，再次为人类提供服务。

这项研究也是第一个计算底拖网捕捞对气候影响的研究。底拖网捕捞是一种在全球范围内使用的具有破坏性的捕捞方法，船只将沉重的渔网拖过海底。研究人员发现，这种做法释放到海洋中的二氧化碳量超过了大多数国家的年度碳排放量，甚至大于全球航空的碳排放量。海底是世界上最大的碳仓库。如果要成功阻止全球变暖，就必须让富含碳的海床不受干扰。犹他州立大学的TRISHA ATWOOD表示，人类每天都在海底进行底拖网捕捞，消耗了生物多样性，扰动了数千年的碳积累，从而加剧了气候变化。底拖网捕捞对气候影响的发现将使海底的活动在未来的气候计划中难以被忽视。该研究发现，拥有大型国家水域和大型工业底拖网渔业的国家，通过保护碳储存来缓解气候变化的潜力最高。作者估计，只需保护4%的海洋（大部分在国家水域内），将消除目前90%因底拖网捕捞而造成的碳干扰风险。

这项研究的一系列发现有助于填补人们在海洋保护影响方面的知识缺口，迄今为止，相对于陆地保护而言，海洋保护的研究还不够充分。海洋覆盖了地球70%以上面积，然而，到目前为止，它对解决这个时代挑战的重要性一直被忽视。加拿大新斯科舍省达尔豪斯大学教授BORISWORM表示，智慧的海洋保护将有助于提供廉价的自然气候解决方案，使海产品更加丰富，并保护濒危的海洋物种，好处是显而易见的。如果人类想解决本世纪最紧迫的三大挑战——生物多样性丧失、气候变化和粮食安全，就必须保护海洋。

杨林林译自Ocean areas that，if strongly protected，would help solve climate，food and biodiversity crises，Science Daily，2021－03－17

遗传标记显示太平洋长鳍金枪鱼在赤道附近混居

美国俄勒冈州立大学的研究人员分析了太平洋长鳍金枪鱼的数千个基因标记，发现只需其中的70个标记就可以确定它来自赤道哪一侧。科学家们还发现，来自不同半球的鱼群会混居在一起，有时还会相互繁殖。这一发现发表在《进化应用》（Evolutionary Applications）杂志上。鱼类对全球范围内的人类来说是一种重要而廉价的蛋白质来源，这项研究是朝着更好理解鱼类种群结构迈出的重要一步。

北太平洋和南太平洋的长鳍金枪鱼目前作为单独的种群进行管理。研究肯定了这种方法，同时也为更多的混栖和杂交研究打开了大门，这些研究可以用于完善整个太平洋的渔业管理策略。长鳍金枪鱼支持着全球最大、最有价值的渔场之一，也是北美洲西海岸特别重要的渔场之一，农业科学学院副教授 KATHLEEN O’MALLEY表示，为了了解全球范围内长鳍金枪鱼的种群结构，科学家们做了很多工作，但对太平洋地区的研究还没有进行细致调整，往往产生的问题和答案一样多。O’MALLEY同时也是渔类遗传学家，他指出，之前对带标记鱼类的研究表明，没有发现长鳍金枪鱼从赤道一边移动到另一边的现象。与此同时，之前的基因数据无法判断一条鱼是来自北太平洋还是南太平洋，因此对这两个种群之间的联系缺乏了解。

O’MALLEY 和领导这项研究的博士后FELIX VAUX研究了太平洋12个地区308种鱼类的DNA。他们鉴定出了近1.3万个基因标记，即染色体上具有已知物理位置的DNA序列，了解到这些标记中只有不到100个能够说明鱼类来自海洋的哪个区域。VAUX表示，他们鉴定了12 872个标记，仅使用其中的84个就能够区分北太平洋和南太平洋的长鳍金枪鱼。这84个标记似乎是“被选择的”，可能反映了两种长鳍金枪鱼种群之间的适应差异。在任何种群中，具有本地适应性特征的个体往往是最成功的繁殖者，这意味着随着时间的推移，自然选择将强化这些特征。随着持续的、激烈的选择，适应性特征在种群或物种中变得普遍或接近。没有完整的基因组可以用来比较数据，所以无法确定哪些基因是这些可能的适应性差异的基础，O’MALLEY表示，研究发现一些鱼类具有混合的遗传背景，这表明来自北太平洋和南太平洋的长鳍金枪鱼有时会在同一时间和地点产卵，并在一起繁殖。此外，还在北太平洋发现了具有南太平洋基因图谱的长鳍金枪鱼，这为它们穿越赤道的迁徙提供了证据，而之前通过物理标记数据并没有发现这种迁徙。未来的研究将利用这些基因标记更深入地研究南北太平洋长鳍金枪鱼之间的杂交繁殖，以及它们在两个半球之间的迁徙情况。

O’MALLEY是俄勒冈州立大学哈特菲尔德海洋科学中心渔业基因组学实验室主任。她表示，基因和种群结构的连通性虽然对有效的管理和保护战略很重要，但在大多数海洋物种中还没有得到很好的应用。遗传多样性是种群试图适应气候变化和其他环境扰动的重要工具。随着变异的增多，种群中的某些个体更有可能适应这种变化并产生后代，这些后代也能在改变后的环境中茁壮成长。

杨林林译自USA：Genetic markers show Pacific albacore tuna intermingle across equator，Science Daily，2021－02－10

高二氧化碳排放减缓热带鱼类向冷水区域移动的速度

在全球变暖日益加剧的情况下，热带鱼类正通过扩大栖息地范围向更温和的水域转移。但是，阿德莱德大学发表在《自然气候变化》（Nature Climate Change）杂志上的一项最新研究显示，在持续的高二氧化碳排放下，预期中的海洋酸化可能会使较冷、温和的水域不那么受欢迎。

该研究的主要作者、生物科学学院的博士研究生ERICKA CONI表示，每年夏天，数百种热带鱼类都会把它们的活动范围扩大到较冷的温带地区，因为自然栖息水域的水温升高，让它们感到不适。至少20年来，澳大利亚温带珊瑚礁一直在接待来自热带的“新客人”。由于气候变暖，暖温带的长刺海胆在澳大利亚东南部数量增加，在那里它们破坏海藻森林，把它们变成沙漠，这些地区被称为“海胆荒地”。珊瑚礁鱼类正把它们的活动范围扩展到澳大利亚的温带地区，它们更喜欢这些贫瘠的地方，而不是天然的海藻栖息地。但尚不清楚的是，预期中的海洋酸化与气候变暖相结合，将对温带栖息地群落的组成带来哪些改变，从而改变热带物种进入冷水生态系统的速度。

研究人员假设，这两种不同的全球变化力量——变暖和酸化，对温带水域的热带化速度产生了相反的影响。ERICKA CONI的博士生导师兼项目负责人、阿德莱德大学环境研究所和南海生态实验室的IVAN NAGELKERKEN教授表示，随着海洋变暖，海洋也会酸化，因为它们吸收了化石燃料燃烧产生的大约三分之一的二氧化碳。像海胆这样的钙化物种通常会受到海水pH值降低的挑战，这是由海水中的二氧化碳浓度升高导致海水pH值降低造成的。该研究团队还包括来自阿德莱德大学的CAMILO FERREIRA和SEAN CONNELL教授，以及悉尼科技大学的DAVID BOOTH教授，用两个“天然实验室”（澳大利亚东南海岸和新西兰海岸）来研究海洋变暖和海洋酸化，作为评估海洋酸化和海洋变暖综合后果的“早期预警”系统。他们发现，在二氧化碳浓度升高的情况下，海胆的数量减少了87%，出现了海胆不育症和个体变小现象。藻类的覆盖面积增加了，这是热带物种不喜欢的。NAGELKERKEN教授表示，共同研究气候的压力源至关重要，海洋酸化可以减轻海洋变暖的一些生态影响。对于澳大利亚东南部以及其他可能的温带水域来说，这意味着海洋酸化可能会减缓温带生态系统的热带化。但与此同时，如果二氧化碳排放不减少，这些热带物种可能会在气候变化的压力下增加与当地温带物种的竞争，从而减少其种群数量。短期内，需要采取措施保护海藻森林，以帮助维持温带物种的生物多样性和种群数量，并减少热带物种的入侵。

杨林林译自Australia：High CO2to slow tropical fish move to cooler waters，Science Daily，2021－02－09

具潜在毒性的浮游藻类可能会在未来的北极发挥关键作用

通过吃其他藻类和细菌来弥补光合作用不足的浮游藻类可能会在未来的北极发挥关键作用。随着北极海冰的缩小，为整个海洋食物链提供食物的浮游生物群落正在发生变化。新的研究表明，随着未来海冰变得越来越薄，一种既能进行光合作用又能捕食的具潜在毒性的浮游藻类可能会成为北冰洋中的重要角色。

肉眼看不见的微小浮游藻类是海洋食物链的基础，为从小型甲壳类动物到大型鲸鱼的所有海洋生物提供食物。浮游藻类需要通过光和营养物质进行光合作用产生食物。有时被雪覆盖的厚厚的海冰可以减少阳光进入水中，阻止藻类获得足够的光。然而，随着北极海冰变得越来越薄，分布范围也越来越少，越来越多的光线进入海洋。这是否意味着北极地区会有更多的浮游藻类，从而为更多的鱼类、鲸鱼和海鸟提供更多的食物？事情并非如此简单。如果海洋中有足够的营养物质，更多的光会导致浮游藻类生物量增加，而事实往往不是这样。随着北极冰川融化以及北冰洋的整体淡化加剧，越来越多的淡水和寡营养的水流入峡湾并进入大海。淡水浮于较咸的海水之上，阻止了来自更深层的营养物质向有光的表层混合。而浮游藻类只有在表层才会活跃。

发表在《自然科学报告》（Scientific Reports）杂志上的一项最新研究表明，所谓的兼养浮游藻类可能在北冰洋的食物生产中发挥着关键作用。兼养藻类是一种小型单细胞的浮游藻类，可以进行光合作用，也可以通过摄食其他藻类和细菌来获取能量。这使得它们即使没有足够的光和营养进行光合作用时也能存活和生长。在格陵兰岛东北部，一组研究人员测量了位于达讷堡附近的高北极峡湾杨松湾（Young Sound）海冰下浮游藻类的生物。该研究的负责人，格陵兰气候研究中心、格陵兰自然资源研究所和奥胡斯大学北极研究中心的DORTE H.SØGAARD表示，海冰下的浮游藻类实际占峡湾每年浮游生物资源量的一半。兼养浮游藻类有一个优势，当光线不足时，它们可以通过摄食其他藻类和细菌作为光合作用的补充来维持自己的生存。这意味着即使只有很少的光进入海洋，它们也能进行光合作用。此外，许多兼养藻类可以生活在相对低盐和营养浓度很低的环境中。这种情况在春天海冰融化时经常出现在海冰下的水层中。

在9天的时间里，研究人员观测了北极7月春季的水藻暴发。随着温度升高，越来越多的融化区散布在海冰上，逐渐让更多的光透进海水，在杨松湾厚厚的正在融化的海冰下出现兼养藻类引发的水藻暴发。这些藻类属于定鞭金藻，许多是有毒的。在这项研究中，它们繁殖的数量与之前在挪威南部附近的斯卡格拉克（Skagerrak）海峡观察到的数量相似。在那里，有毒的浮游藻类杀死了挪威渔场的大量鲑鱼。SØGAARD表示，定鞭金藻经常出现在低盐度地区，例如：波罗的海。因此这些兼养藻类藻华，很可能会更频繁地出现在未来受淡水影响越来越大的北冰洋。优势藻类转变为兼养藻类可能会对生态和社会经济产生重大影响。该项目的研究人员指出，这是北极海冰下首次记录到兼养藻类的大量繁殖。

杨林林译自Denmark：Potentially toxic plankton algae may play a crucial role in the future Arctic，Science Daily，2021－02－03

科学家探索捕捞和海洋变暖对鱼类种群的综合影响

墨尔本大学和塔斯马尼亚大学的一项研究表明，海洋加速变暖和以大鱼为目标的作业方式的综合效应正在影响野生种群的生存能力和全球鱼类资源。

与以往传统上将渔业与气候分离的研究不同，这项研究发现，海洋变暖和捕捞会结合在一起对鱼类的补充量产生影响，而且这种影响在四代之后才显现出来。墨尔本大学的博士研究生HENRY WOOTTON表示，在所有暴露于变暖环境中的种群中，幼鱼补充（新的幼鱼加入种群的过程）都出现了大幅下降，这种影响在所有最大个体都被捕捞上岸的种群中最为明显。WOOTTON和他的团队在实验室中建立了18个独立的鱼类种群，并将它们暴露在恒温或升温模式下，同时随机对其实施3种捕捞策略中的一种。然后，他们对每个种群进行了七代跟踪，这需要花费近3年的实验时间。

WOOTTON表示，研究首次通过实验探索了捕捞和海洋变暖对鱼类种群的共同影响。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。研究人员表示，解决办法是减少选择性捕捞，这将有助于确保性别比例的平衡，并确保高价值的大个体雌鱼的持续存在。研究参与者JOHN MORRONGIELLO博士表示，野生鱼类为全世界数十亿人提供了食物，特别是在太平洋地区，鱼类是动物蛋白质的主要来源。过去的作业方式造成了惊人的资源衰退，因此必须采取管理办法，确保海洋维持可持续的渔业。面对快速变化的环境，可持续的渔业管理是一个真正的挑战。正确处理这一问题不仅将为全世界数百万人提供粮食和经济安全，还将有助于为子孙后代保护海洋生物多样性。

塔斯马尼亚大学的ASTA AUDZIJONYTE博士就气候变暖对小型鱼类生存产生如此强烈且延迟的负面影响感到惊讶。人们仍然不能完全理解为什么会发生这种情况，但研究结果清楚地表明，保护鱼类体型的多样性和大个体鱼类可以提高种群对气候变化的适应能力。虽然扭转气候变化是困难的，但恢复和保护鱼类体型的多样性是切实可行的一件事，而且需要尽快这样做。大多数关于气候变化影响的实验研究都是在相对较短的时间内完成的，对鱼类的研究最多持续两到三代。此次研究发现，气候变暖的强烈负面影响在四代之后才变得明显。这表明，之前可能低估了气候变化对一些渔业资源的影响。

杨林林译自 Australia：Study first to explore combined impacts of fishing and ocean warming on fish populations，Science Daily，2021－04－27

海洋变暖使得一些鱼类眼中的世界失去色彩

当来自英国埃克塞特大学的海洋生物学家ELEANOR CAVES回忆起她第一次水肺潜水的经历时，她记得注意到的第一件事是水下的颜色在发生变化。在靠近海面阳光照耀的地方是鲜亮的红色、橙色、紫色和黄色，随着水深加深，颜色变得越来越暗淡和单调。她担心在不久之后，整个海洋将失去大部分色彩，只留下蓝色的阴影。

她的前博士导师，杜克大学生物学教授SÖNKE JOHNSEN表示，他总是好奇潜水时人们的脸和嘴唇发生了什么事情，为什么每个人的肤色都苍白得可怕。这让研究人员开始思考，在过去的半个世纪里，一些鱼类转移到更深的水域，而气候变化可能是罪魁祸首。一项研究发现，1968—2007年，美国东北海岸的鱼类物种每年下潜超过1 m，而气温仅上升了约1℃。这种变化是否会使鱼类赖以生存的颜色线索变得更难观察？之前的研究表明，事实可能如此。已有证据表明，在因腐蚀或营养流失等原因而变得浑浊的水域中，鱼类更难分辨颜色和亮度。例如对波罗的海浅海水域繁殖的三刺棘鱼（three－spined sticklebacks）的研究表明，在那里雌鱼会根据喉咙和腹部的红色来选择雄鱼，雄鱼会照顾鱼卵。但藻华会造成昏暗的环境，影响视力，从而诱使雌性与不够健康的雄性交配，导致它们的鱼卵无法孵化。JOHNSEN表示，浊度干扰了雌性辨别细微层次红色或橙色的能力，使得雄性更难证明自己是一个值得追求的伴侣。其他研究表明，在非洲维多利亚湖的慈鲷科鱼类（cichlid fish）依靠其独特的颜色来识别自己的同类。污染会降低水的清晰度，到一定程度会使它们失去分辨彼此的能力，并开始以混乱的方式进行交配。研究人员表示，在浑浊水域中困扰鱼类的沟通障碍可能也会发生在被推到更深水层的物种身上。与潜在伴侣的互动障碍并不是唯一容易产生的问题。难以区分颜色还会使鱼类更难定位猎物、识别竞争对手或警告潜在的捕食者。

发表在《英国皇家学会学报B》（Proceedings of the Royal Society B）杂志上的一项研究中，CAVES和JOHNSEN使用数学模型来确定当海洋最上层的鱼移动到新的深度时，水下世界的颜色可能是什么样子。他们证明，即使表层水面可能充满了色彩，但只要下降30 m，颜色就会大幅衰减。这就像回到了黑白电视的时代。当阳光照射到一个物体上时，一些波长被吸收，另一些被反射回来。正是反射回来的波长让红色的鱼看起来是红色的，蓝色的鱼看起来是蓝色的。但是当在水面上带有某种颜色的鱼游向深水区域时，它看起来就会不同。因为水过滤或吸收某些波长的速度比其他物质更快。研究人员惊讶地发现，特别是那些生活在珊瑚礁及其周围的浅水物种，并不需要太大的水深变化就会对其颜色的呈现产生巨大影响。具体哪些颜色会失去光泽及下潜过程中颜色丧失的速度有多快，取决于物种通常栖息的深度和它们被迫下潜的深度，以及它们通常的栖息环境类型，例如大西洋的浅海湾、岩石海岸或热带珊瑚礁。

在清澈的海水中，红色是第一个黯淡消失的颜色。JOHNSEN表示，这很重要，因为很多物种都用红色信号来吸引配偶或阻止敌人。该团队预测，某些物种将比其他物种更脆弱。以鱼类为例，它们无法通过迁移到地球两极来减少热量。尤其是在半封闭水域中，如地中海、黑海、墨西哥湾或珊瑚礁中，这些物种将别无选择，只能下潜得更深以保持凉爽。下一步，研究人员希望在关岛周围的珊瑚礁证实他们的想法。那里的蝴蝶鱼（butterflyfishes）和火虾虎鱼（fire gobies）用它们鲜艳的颜色图案来识别自己的同类并求偶。CAVES表示，问题只会越来越严重。到本世纪末，海表温度可能会再升高4.8℃，或比1896—2005年的平均温度升高8.6℃。当两极变暖的速度加快时，热带水域也会受到影响。该研究得到了欧盟“地平线2020研究和创新计划”的支持，由Marie Sklodowska－Curie基金资助。

杨林林译自UK：Warming seas might also look less colorful to some fish：Here＇s why that matters，Science Daily，2021－04－21

科学家开发出渔具应答标签

总部位于挪威的海洋空间声学研究所（Ocean Space Acoustics，OSAC）与挪威科学和工业研究基金会（SINTEF）合作，寻找越来越引起关注的渔具丢失问题的解决方案。他们的目的是开发有助于清洁海洋的方法，同时也帮助渔民避免昂贵渔具的丢失。渔具常常因天气原因丢失或被另一艘船拖走，给渔民造成重大的经济损失。丢失渔具可以在很长一段时间内继续捕捞，导致了“幽灵捕捞”问题。

OSAC和SINTEF合作开发出了具有专利的PingMe软件，这是一种用于标记水下设备和物体的智能工具。目前，PingMe软件正处于研发的最后阶段。PingMe软件的初衷是提供一款经济实惠且带有传感器和基于驾驶室的信号读取器独立系统，正在进行的进一步研究目标是开发一个系统，将信号读取器简单地集成到任何船只现有的探鱼电子设备中。PingMe软件由一个小型的、用户友好的传感应答装置组成，在渔具投放前安装在渔具上，是一个可定位和监控的系统。PingMe软件可确定应答器的位置并识别信号。额外的好处是PingMe软件也可以在云端储存报告的位置和ID，在某些情况下自动上传渔具丢失及被发现的信息。这不仅使渔民能够监视渔具的位置，而且还可以获悉有多少用户正在使用开放的信息，有助于避免与其他船只或捕捞作业发生冲突。这些船只可以使用该系统来知道其他船只的渔具放置位置。

应答器本身是一种被动反射装置，反射声纳发出的信号，射程可达1 000 m。反射的信号被编码成一个独特的身份识别信息，以便PingMe软件可以识别应答器并列出其位置。如果需要将信息传输到云端，还可以对这些信息进行加密。使用PingMe软件的在线服务，船长可以用相关身份识别信息登记丢失的渔具，也可以报告其他丢失渔具的发现情况。这款新产品的另一个好处是，PingMe软件的传感器还可以传递其所在位置的水温信息。PingMe软件还有助于主动捕鱼，通过定期接受渔具上应答器的信号，可以更好地了解渔具当前的位置，从而提高捕捞效率。来自挪威渔民对PingMe软件的反馈非常好，爱尔兰西海岸的捕捞龙虾和螃蟹的渔民也表示赞同。一位渔民表示，这对他们来说好处巨大：“当我们的渔具在外面经历了好几天的暴风雨后，我唯一的想法就是这次会丢失多少装备”。而PingMe软件可以让渔民甚至在离开家之前，就能知道设备是不是还在投放的地方，或者即使它移动了，也有能力去寻找它，这将给渔民带来极大的安全感。他补充说，这种工具可以降低渔民更换丢失渔具的成本，PingMe软件所采用的技术可能成为行业的游戏规则改变者。

按照海洋生物学家和世界自然基金会挪威高级顾问FREDRIK MYHRE的说法，丢失或遗弃的“幽灵渔具”是海洋中鱼类、哺乳动物、海鸟和无脊椎动物的主要“杀手”。人们需要提高对海洋中丢失渔具数量的了解，同时更有效地回收被扔进海里的渔具。丢失渔具的报告系统，加上寻找丢失渔具的技术，将是减少全球“幽灵渔具”的重要工具。人类依赖健康的海洋，如果渔具丢失造成的问题得不到解决，人类和海洋动物都将付出高昂的代价。

杨林林译自Norway：Transponder tags fishing gear WorldFishing＆Aquaculture，2021－05－21

20世纪50年代以来鱼类一直在吞食微塑料

塑料需要几十年甚至几百年才能分解，而几乎所有曾经制造过的塑料至今仍以某种形式存在。人们早就知道大块的塑料会伤害野生动物，但近年来，科学家们在水、土壤甚至大气中发现了更微小的塑料碎片。为了解这些微塑料是如何在过去一个世纪中积累起来的，研究人员检查了保存在博物馆收藏品中的淡水鱼的内脏。他们发现，自20世纪50年代以来，鱼类就一直在吞食微塑料，而且随着时间的推移，鱼类肠道中微塑料的浓度也在增加。

该研究结果发表在《生态应用》（Ecological Applications）杂志上。研究主要完成人，芝加哥洛约拉大学生物学副教授TIM HOELLEIN表示，在过去的10年或15年里，公众开始逐渐意识到水中塑料的问题。但实际上，自从塑料被发明以来，生物就一直暴露在塑料垃圾中，人们不知道历史背景是怎样的。观察博物馆标本本质上是一种“回到过去”的方式。CALEB MCMAHAN是菲尔德博物馆（Field Museum）的鱼类学家，他管理着大约200万份鱼类标本，其中大部分都用酒精和罐子保存在博物馆的地下收藏中心。这些标本不仅仅是死鱼，它们是地球上的生命快照。人们永远不可能回到那个时代、那个地方。HOELLEIN和他的研究生LOREN HOU对芝加哥地区淡水鱼中微塑料的积累很感兴趣。他们找到了MCMAHAN，MCMAHAN帮助鉴定了博物馆有时间记录的可以追溯到1900年的4种常见鱼类：大嘴黑鲈（largemouth bass）、斑点叉尾鮰（channel catfish）、沙美洲鱥（sand shiners）和圆虾虎鱼（round gobies）。伊利诺斯州自然历史调查和田纳西大学的样本填补了取样空白。研究人员在这些装满鱼的罐子中找一些平均大小的样本，然后用手术刀和镊子解剖它们的消化道。HOU表示，每10年至少取5个标本。为了在鱼的肠道中找到塑料，HOU用过氧化氢处理消化道。她解释说，处理过程会冒泡，发出嘶嘶声，分解所有的有机物，但塑料对这一过程有抵抗力。不过，残留的塑料太小了，看起来就像一个黄色污渍，肉眼是看不见的，但在显微镜下放大数倍的情况下，则非常容易识别。观察这些小碎片的形状，如果边缘磨损，这通常是有机材料，但如果很光滑，那很可能是微塑料。为了确认这些微塑料的身份并确定它们的来源，HOU和HOELLEIN与多伦多大学的合作者一起使用拉曼光谱研究这些样本，这是一种利用光来分析样本化学特征的技术。

研究发现，随着越来越多的塑料被制造并在生态系统中积累，鱼类肠道中微塑料的数量随着时间的推移急剧增加。在20世纪中叶之前，塑料颗粒是不存在的，但当塑料制造业在20世纪50年代实现工业化后，塑料颗粒的浓度急剧上升。MCMAHAN表示，这些鱼类肠道中的微塑料含量基本上随着塑料产量的增加而增加。这与他们在海洋沉积物中发现的模式相同，它遵循了塑料无处不在的普遍趋势。对微塑料的分析揭示了一种潜在的污染源头——纺织品。微塑料可能来自较大的碎片，但它们通常来自衣物。HOU表示，每当洗一条紧身裤或一件涤纶衬衫时，细小的丝线就会脱落，冲进供水系统。HOELLEIN表示，人们穿的是塑料，这不是普遍的认知。因此，即使只是想想，也是向前迈出了一步。在这项研究中，还不清楚鱼类摄入这些微塑料后对其造成怎样的影响，但可能不是很好。摄入微塑料的影响，特别是长期影响，对于鱼类等生物来说，微塑料会导致其消化道变化，增加这些生物的生存压力。

MCMAHAN将显示微塑料含量急剧上升的图表描述为“令人担忧的”，而研究人员希望这能成为一个警示。有证据表明，公共教育和政策可以改变人类与塑料的关系。这项研究还强调了博物馆中自然历史收藏品的重要性。HOU和HOELLEIN都喜欢菲尔德博物馆，但并不总是把它和日常科学操作联系在一起。它是自然界中一种令人难以置信的资源，不仅存在于现在，而且存在于过去。把博物馆的收藏想成是那些早已死去的有机体的声音，它们仍然在告诉人们当今世界的状况，这很有趣。MCMAHAN表示，没有这些收藏，研究人员就不能做这样的工作。研究工作需要时间更久的标本，也需要最近的标本，还需要在未来100年收集样本。

杨林林译自USA：Fish have been swallowing microplastics since the 1950s，Science Daily，2021－05－21