渔业科技前沿

鲸须记录鲸鱼的历史

对从死亡鲸鱼的鲸须中提取的样本进行化学分析，不仅可以了解他们的觅食历史，还可以了解这些动物的迁徙路线。在最新一期的《皇家学会开放科学》（Royal Society Open Science）杂志上，荷兰皇家海洋研究所研究员 PHILIP RIEKENBERG和来自乌得勒支大学和瓦赫宁根海洋研究所的同事们展示了他们对动物组织中氮同位素的分析结果。海洋地球化学家MARCEL VAN DER MEER表示，这项研究首次证明，可以通过测量鲸须上的单个氨基酸来重建其详细生活史。

为了进行这项研究，RIEKENBERG从搁浅鲸鱼的鲸须上钻取了粉末状的样本。这些鲸须是板片状的结构，像帘子一样，遮在须鲸亚目或须鲸的上颚上。在吞下一大口海水后，须鲸会把海水挤出来，留下食物，比如磷虾。鲸须由角状物质组成，像头发或指甲一样，以每年10～16 cm的固定速度生长。离鲸的上颚越远，鲸须形成的时间就越早。通过鲸须，RIEKENBERG和他的同事想要研究如何精确重建鲸鱼的饮食结构和觅食位置信息。

研究人员观察了氮的各种同位素。除了最丰富的N14之外，还有一种更重的N15，它有一个额外的中子。当动物消化浮游生物时，来自浮游生物的部分蛋白质被用来制造动物自己的蛋白质。在这个过程中，食物链中的每一步，重氮的浓度都略有增加。因此，处于食物链顶端的动物含有越来越多的N15。浮游生物比磷虾含有更少的N15，而磷虾又比以磷虾为食的鱼类含有更少的重氮，以此类推。但在地球上的不同地方，N15的浓度不等，如大西洋越往北，水中的重氮含量就越高，因此浮游生物的重氮含量也就越多。

为了区别食物链位置的潜在影响和觅食区域，RIEKENBERG运用了一个新技巧。他分析了不同氨基酸中的氮形态。某些氨基酸（蛋白质的组成部分）是机体无法制造的。因此，那些必需的氨基酸（源氨基酸）在整个食物链中几乎保持完整。它不会随着食物链变得越来越多，而其他所谓的营养氨基酸在食物链的每一步都被重新加工和改变。因此，营养氨基酸和源氨基酸之间氮组成的差异是衡量其在食物链所处位置的一种方法（无论区域内稳定氮同位素的组成如何变化）。在鲸须中，营养氨基酸与源氨基酸的差异似乎是恒定的，这意味着这些个体在鲸须形成的整个时期都在食物链的同一水平上进食。因此，鲸须中氮同位素的差异必然是一种“地理效应”，记录了鲸鱼在不同氮成分的水域中的活动。通过分析鲸须，RIEKENBERG观察到了须鲸在北极和北大西洋之间的年度迁徙模式。在此期间，鲸须中N15的浓度从相对较高到较低再回到较高水平。VAN DER MEER对这项研究的结果感到兴奋。研究证明，分析单个氨基酸并从中提取详细信息是可能的。这主要是一个理论验证。在未来，研究人员不仅能发现一头搁浅的鲸鱼吃了什么，还能知道它最近几个月在哪里游弋，这有助于确定鲸鱼的迁徙路径。这些信息甚至可以从博物馆收藏的鲸鱼中提取出来。这有助于确定受人类影响而导致的鲸鱼觅食和迁徙的长期变化情况。

杨林林译自 Netherland：Baleens read like a whale’s history book，Science Daily，2021-12-08

新研究揭示了碳循环不为人知的一面

一项新的研究表明，最近发现一种细菌会消耗一种有机化合物，这种化合物通常存在于油漆去除剂等溶剂中。科学家表示，SAR11细菌可以利用丙酮（C3H6O）的新发现为海洋固碳提供了更多的证据。海洋碳循环及其缓冲气候变化能力的研究没有考虑这一因素。

这项研究由俄勒冈州立大学微生物学家KIMBERLY HALSEY和俄勒冈州立大学博士生ERIC MOORE完成。他们发现，这种细菌不仅消耗丙酮，还消耗另一种挥发性有机化合物——异戊二烯。异戊二烯，分子式为C5H8，是天然橡胶的关键成分，也是植物代谢的气态产物。异戊二烯和丙酮是由浮游植物和海洋微藻产生的，富集在海洋表面，这些气体可以从海洋进入大气并影响气候。HALSEY表示，异戊二烯经常与著名的蓝岭山脉的阴霾联系在一起。丙酮的生物产生过程还不太清楚，但是大气科学家对异戊二烯和丙酮很感兴趣，因为如果他们逃离了表层海洋，就会与大气中的其他化合物发生化学反应，可能会形成气溶胶颗粒，从而形成雨、冰和雪。SAR11于1990年由俄勒冈州立大学微生物学教授STEPHEN GIOVANNONI发现，是已知的自由存活的最小细胞，其基因组也是所有独立细胞中最小的。但该细菌在其他大多数细胞会死亡的地方茁壮成长，SAR11的总重量超过了海洋中所有鱼类的重量，他们的数量在碳循环中发挥了巨大作用。GIOVANNONI表示，1 ml的海水可能含有50×104个SAR11细胞，25%的海洋浮游生物是SAR11。

SAR11细胞可以利用异戊二烯进一步佐证一个新的理论，即一些浮游生物细胞专门利用分子量非常低的分子（非常轻的分子），而通常研究碳循环的方法忽略了大部分这些分子。GIOVANNONI表示，他参加了丙酮和异戊二烯研究。SAR11具有惊人的代谢能力，能够氧化并产生各种挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs），这些化合物可以扩散到大气中。VOCs是一种含碳的化学物质，具有高挥发性和低水溶性，其中一些可以对人类健康造成不利影响。目前对丙酮和异戊二烯的循环还不是很清楚，但在完全了解碳在海洋生物系统中的循环之前，碳循环中还有一些隐藏的方面需要进一步研究。HALSEY表示，了解SAR11和其他细菌影响气体排放的潜力是很重要的，因为其有助于全面了解气候变化和稳定性。科学家们说，下一步研究包括解析挥发性有机化合物循环背后的生化机制，并尝试将海洋微生物生命过程与气体排放和大气中化学物质的运输联系起来。浮游生物在海洋表面交换气体的现象比人们以前认为的要普遍。俄勒冈州立大学的 ALEC WEAVER和EDWARD DAVIS教授也参与了这项由美国国家航空航天局和西蒙斯基金会支持的研究。杨林林译自USA：Gas-passing plankton illumine another piece of the carbon cycle puzzle，Science Daily，2021-12-15

冰层融化影响北冰洋生态系统

夏季，来自北极的海冰通过弗拉姆海峡流入大西洋。由于融水的存在，在海水之上的漂流冰周围形成了一层稳定的水层，对生物过程和海洋生物产生了重大影响。继而，这又会影响到大气中的碳何时被吸收和储存。这是由德国阿尔弗雷德韦格纳研究所一个研究小组在北极海洋观测系统的帮助下发现的，相关结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

海洋是地球上最大的碳汇之一，部分原因是生物碳泵。在水面以下，藻类和浮游植物等微生物通过光合作用从大气中吸收二氧化碳。当这些微生物沉入海底时，他们所含的碳可以保持数千年不受破坏。赫姆霍尔兹极地和海洋研究中心的专家们发现，浮冰融化的水可以将这一过程推迟4个月。2016年夏季至2018年夏季，北极海洋观测系统在格陵兰和斯瓦尔巴特群岛之间的弗拉姆海峡持续采集数据。在海峡的两个地点安装了密集的系泊装置，以便尽可能多地监测水中物理——生物耦合过程，并使用海底物理、生物地球化学和声学传感器，收集水和沉积物样品供实验室分析。该研究的主要完成人，气候研究员WILKEN-JON VON APPEN博士表示，这是第一次，在整整2年的时间里，不仅全面监测微藻和浮游植物的季节性变化，而且还全面监测这些变化的物理、化学和生物系统。

在此期间，海冰输出达到了2个极端。2017年夏天，大量的冰通过弗拉姆海峡离开北极。这产生了大量的低盐融水和明显的水分层。相比之下，2018年夏天，北极输出的冰很少，这意味着几乎没有融水，因此没有明显的基于盐度的分层。在这2个极端时期，生物碳泵所涉及的过程显著不同，以至于专家将其称为2种不同的状态：融水状态（2017年夏季）和混合层状态（2018年夏季）。

2017年，第一次海藻和浮游植物的爆发出现在5月15日，当时的气候开始使海洋变暖。大量冰漂出弗拉姆海峡，产生了大量融水。APPEN表示，这种低盐水浮于海水之上，没有混合。在0～30 m的分层强度是30～55 m的10倍。因此，很少有营养物质能从深水层向上迁移，同时只有很少的碳能到达海底。生物碳泵的第一步是浮游植物生长，其几乎只发生在顶部30 m水层之内。这种强烈的分层现象直到8月中旬才消失，当时大气不再使海水表面升温。大部分生物量在9—11月之间从上层开始下沉，超过3个月的浮游植物因为营养缺乏，以至于不能引起海底动物的兴趣。在融水状态下的藻华期间，每平方米微生物能够固定25 g碳。

2018年的春季和夏季完全是另一个状态，相对无冰，这意味着融水减少，海水分层也不强烈，形成深度约50 m的混合层。5月1日，第一次硅藻爆发。与此同时，浮游动物和主要以他们为食的鱼类数量开始增加。由于他们的粪便，在藻华开始2～3周后，有机碳就到达了1 200 m深的地方。在藻华开始4～7周后，有机碳到达了海底，这比2017年夏天提前了近4个月。这种物质营养丰富，吸引的鱼类和底栖动物数量是融水夏季的5倍。在藻华期间，每平方米藻类能够固定大约50 g碳，是融水状态下的2倍。

尽管这两种状态之间存在这些差异，但生物碳泵在2018年夏天的产量不一定更高。APPEN表示，在2017年夏天，大部分有机碳直到9月之后才到达海底。5月初到11月底这段时间，混合层状态的碳输出只比融水状态高三分之一。相反，2017年显著的分层促进了几个月的长期增长，因为碳和营养物质被困在上层。相比之下，2018年无冰的情况产生了短暂的、强烈的藻华和快速输出，为海底的深海生态系统提供了食物和碳。因此，后者似乎特别受益于夏季混合层状态。在融水状态下，强烈的分层在夏季阻碍了营养物质的输入，在冬季则阻碍了深水的混合。未来，这种混合层状态可能会扩散到北极更大的地区。这一地区的条件与低纬度地区类似，北冰洋可能会越来越像南部地区的海洋。

杨林林译自 Germany：Meltwater influences ecosystems in the Arctic Ocean，Science Daily，2021-12-15

蛤蜊壳记录了气候变化

人们在世界各地海滩上看到和收集到的白色的指甲大小的蛤蜊壳里记录着地球的历史。研究人员首次确认，这些光滑的蛤蜊壳中记录着每月甚至每周的海洋温度。由于古代文明“食用”了这些无处不在的蛤蜊，并将这些贝壳留在了考古遗址，研究人员现在有了一种新的方法来重建近3 000年前的气候及其波动。

与过去相比，现在可用的设备足够精确和强大，能够揭示蛤蜊壳形成时特定位置的海洋表面温度和整体气候。这给考古学家和古气候学家提供了另一个重建过去气候的工具。正如今天人们所知道的，气候可以影响各种行为，在古代也是如此。路易斯安那州立大学地理与人类学系博士生JACOB WARNER的研究成果发表在《化学地质学》（Chemical Geology）杂志上。WARNER和他的同事们专注于追踪一种影响世界大部分地区的称为厄尔尼诺南方涛动（El Niño-southern oscillation，ENSO）的气候现象，其特征是海洋温度高于平常，降雨量增加，美国南部出现更多的热带风暴和飓风。WARNER的研究地点在秘鲁北部，那里是受ENSO影响最严重的地区之一。秘鲁沿岸深层的冷水流使其成为世界上渔业生产力最高的地区之一，当温暖的ENSO事件发生时，该地区的渔业会受到严重影响。为了捕捉ENSO不同阶段的海洋表面温度，研究人员在2012年、2014年和2016年从市场和沿海海滩收集了18个蛤蜊。他们是一种寿命较短的蛤Donax obesulus，这种蛤以前从未被用于重建气候方面的研究。此前，另一种寿命较短的潮间带蛤Mesodesma donacium曾被用于开展相关研究，但这个物种现在已经在秘鲁北部灭绝了。

就像树木年轮一样，蛤蜊在生长过程中会在壳内形成分层。WARNER沿着蛤壳钻孔，在蛤生命周期内每隔一段时间采集样本，以获得蛤壳生长过程中海洋温度的“快照”。利用壳的化学成分和海洋温度之间的关系，研究发现蛤壳可以很好地记录海洋表面温度。有了这些信息，就可以把时间推回到过去，重建过去的温度和气候。在另一篇即将发表的论文中，WARNER与阿尔伯塔大学的博士后研究员、考古学家 ALEKSA ALAICA合作，分析了在秘鲁北部杰奎特佩克山谷一处考古遗址发现的Donax obesulus。他们发现在ENSO变暖期间，蛤蜊的壳更大。因此，壳的大小也可以作为古气候的指示物。他们还发现，生活在这个地方的古代人类，优先收获大个体的蛤蜊，这表明2 000多年前就存在渔业管理实践。WARNER目前正在利用从另一个名为Caylán的考古遗址收集的蛤蜊壳重建过去的气候，该遗址位于秘鲁中北部的内佩尼亚山谷，大约在2 200～2 600年前有人居住过。

杨林林译自USA：Climate change record in clam shells，Science Daily，2021-12-13

鱼类之间存在广泛的声音交流

康奈尔大学的一项新研究发现，鱼类用声音交流的可能性比人们普遍认为的要大得多。鱼类使用声音的交流至少存在了1.55亿年。这一发现发表在《鱼类学和爬虫学》（Ichthyology＆Herpetology）杂志上。

该研究的主要作者，康奈尔大学生物声学中心研究员ARON RICE表示，早就知道有些鱼会发出声音。但鱼的声音总是被认为是罕见的怪事。他们想知道这些声音是一次性的，还是鱼类中存在更广泛的声音通信模式。研究人员观察了鱼类的一个分支——鳍刺鱼（ray-finned fishes）。他们是脊椎动物，占世界上已知鱼类种类的99%。他们发现175个家族中有三分之二的鱼类可以或可能会用声音交流。通过研究鱼类的谱系，研究人员发现，声音非常重要，在数百万年的时间里，声音至少进化了33次。研究的参与者，康奈尔大学农业与生命科学学院生态学和进化生物学教授WILLIAM E.BEMIS表示，多亏了几十年来对鱼类进化关系的基础研究，现在可以探索关于大约3.5×104种已知鱼类的不同功能和行为是如何进化的许多问题。他们正在摆脱一种严格以人为中心的思维方式。研究可以让人们增加对声音通信的驱动因素以及它是如何发展的了解。

科学家们使用了几种信息来源，现有的录音、描述鱼类声音的科学论文以及已知的鱼类解剖结构——他们是否有发声器，比如特定的骨头、气囊和特定发声肌肉，还有在水下麦克风发明之前的19世纪文献。神经生物学和行为学教授ANDREW BASS表示，声音交流在鱼类中经常被忽视，但所有现存脊椎动物物种的一半以上存在声音交流。他们可能被忽视了，因为鱼类声音不容易被听到或观察到，而水里声音通信学科主要关注鲸鱼和海豚。但是鱼也有声音，鱼在说什么？或许和人类谈论的差不多，如性和食物。RICE表示，这些鱼要么是为了吸引配偶，要么是为了保卫食物来源或领地，要么是为了让其他鱼知道他们的位置。甚至一些鱼的别名都是根据他们发出的声音来命名的，比如呼噜鱼、黄花鱼、猪鱼、吱吱鲶鱼和喇叭鱼等。RICE打算继续追踪鱼类的声音，并将研究结果添加到他不断扩大的数据库中。这个项目始于20年前，他与该研究的共同作者INGRID KAATZ以及波士顿大学生物学教授PHILIP LOBEL一起开展。自RICE来到康奈尔大学以来，他们的合作一直在持续并扩大。RICE表示，研究表明很多群体具备声音交流，超出了人类的想象。鱼具有很多技能，他们能呼吸空气，能飞行，能吃任何东西，科学家们不会对鱼能发出声音感到惊讶。

杨林林译自 USA：Look who’s talking now：The fishes，Science Daily，2022-01-27

珊瑚骨骼的形成速度决定其对海洋酸化的适应能力

威斯康星大学麦迪逊分校的一项新研究对预测珊瑚礁的生存和减缓骨骼因海洋酸化而变弱具有重要意义。虽然珊瑚礁只占海洋不到1%的面积，但这些生态系统是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一。据估计，与珊瑚礁相关的物种超过100×104种。据了解，构成这些珊瑚礁的物种对海洋酸化（大气中二氧化碳水平上升的结果）的敏感程度和适应能力不同。但是科学家们并不确定其中的原因。在这项研究中，研究人员发现珊瑚骨骼的结晶速率因物种而异，这与他们对酸化的适应能力有关。威斯康星大学麦迪逊分校的物理学教授PUPA GILBERT表示，许多机构不断发布报告称珊瑚礁受到了威胁，但不知道该怎么办。找到基于科学的解决方案是当务之急，定量了解气候变化对珊瑚礁及其骨骼造成的影响很重要。形成珊瑚礁的珊瑚是一种海洋动物，他们的骨骼大部分是由不溶性的晶体物质——霰石组成的。霰石形成的条件是，由更易溶解的无定形碳酸钙组成的前体沉积在生长的骨骼上，然后结晶。该团队研究了3种珊瑚，并深入研究了他们生长骨骼的组成部分。他们使用了GILBERT首创的PEEM光谱显微镜技术，该技术是迄今为止灵敏度最高的检测碳酸钙不同形态的技术。当他们使用这些光谱显微镜图像来比较无定形前体和晶体的厚度时，他们发现对酸化更敏感的鹿角珊瑚属（Acropora），比不那么敏感的柱珊瑚属（Stylophora）有更厚的无定形碳酸钙带。第3种敏感程度未知的属是陀螺珊瑚属（Turbinaria），它的无定形前体层比柱珊瑚更薄，这表明它应该是这3个属中最能适应海洋酸化的。

未结晶矿物带越厚，结晶过程越慢。GILBERT表示，如果珊瑚骨骼的表面，所有这些无定形的碳酸钙被活着的动物沉积，迅速结晶，那么这个特定的物种是适应海洋酸化的；如果结晶缓慢，那么它就很脆弱。这是一个非常简单的机制，但处理和解释PEEM图像所需的数据分析却绝非如此。获取的成像图的每个像素都有一个需要分析的钙光谱，这将产生数百万个数据点。数据处理包括许多决策点，以及巨大的计算需求。该团队试图将分析自动化或使用机器学习技术，但这些方法都没有奏效。相反，GILBERT发现最好的数据处理器是做决策的人。GILBERT不想仅凭一两个人的决定就得出结论。因此，她聘请了一群威斯康星大学麦迪逊分校的本科生，他们中的大多数人来自MERCILE J.LEE学者计划，该计划旨在吸引和留住来自弱势群体的有才华的学生。这个团队提供了一个庞大而多样化的决策者群体。这群学生被戏称为刺胞动物——珊瑚、海葵和水母所属的门，他们成为了团队的重要成员。他们每周会面几次，GILBERT会给多个学生分配相同的数据集，让他们并行处理，并在下次会面时进行讨论。GILBERT表示，如果很多人提出了完全相同的结果，即使他们做出了不同的决定，这意味着分析是稳健和可靠的。他们的贡献非常有用，他们中有13人是这项研究的共同作者。

杨林林译自 USA：Coral skeleton formation rate determines resilience to acidifying oceans，Science Daily，2022-01-27

照明渔具减少鲨鱼和其他海洋动物的误捕

LED照明渔具在保持目标物种捕获率的同时，将鲨鱼和鳐鱼等副渔获量减少了令人难以置信的95%。研究人员发现，使用照明渔具大大减少了鲨鱼、鳐鱼、海龟和其他非目标生物的意外捕获，这对商业渔业和海洋野生动物来说是一个双赢的结果。

研究结果发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上。研究人员发现，照明刺网减少了63%的副渔获量，其中鲨鱼、鳐鱼和魟鱼减少了95%，鱿鱼减少了81%，非目标鱼类减少了48%，同时保持了目标生物的捕捞率和市场价值。该研究的作者包括亚利桑那州立大学助理教授JESSE SENKO、野生动物保护协会小型渔业主任HOYT PECKHAM、墨西哥国家渔业和水产养殖研究所渔业生物学家DANIEL AGUILARRAMIREZ和NOAA渔业生态学家JOHN WANG。

刺网是全球沿海地区使用最广泛的捕捞工具之一，但它经常捕捉到非目标动物。其中，既包括濒危、受威胁和受保护的物种，如鲨鱼、海龟、海洋哺乳动物和海鸟，也包括目标鱼类的幼鱼和其他鱼类。这些动物经常死亡、受伤，然后被扔回海里。沿海刺网渔业对非目标物种的偶然捕获，即所谓的“副渔获”，已导致全球濒危物种数量下降，并影响了沿海生态系统。在过去的10年里，LED照明刺网已成为在沿海刺网渔业中减少副渔获中濒危海龟数量的有效工具。但是，还从未评估过照明网对其他易受伤害物种、副渔获物和渔业作业效率的影响。研究人员在墨西哥南下加利福尼亚州太平洋沿岸的刺网上每隔10 m安装一个环保LED灯，惊奇地发现照明渔网几乎消除了鲨鱼和鳐鱼等副渔获。他们是一种古老的动物群体，由于副渔获和非法捕捞，他们在全球范围内数量已经下降。此外，照明渔网将渔民回收和解开渔网所需的时间减少了57%，这使得这项技术对渔民具有吸引力，因为他们希望在不考虑副渔获的情况下提高捕捞效率。这是因为渔民需要移除的被灯光网缠住的动物数量，如海龟、鲨鱼、鳐鱼、鱿鱼和小型鱼类的数量要少得多。从网中移除这些动物耗时、困难，甚至危险。在实际操作中，这意味着渔民在使用照明渔网捕鱼时，每次作业可以节省超过1 h的时间，这也有助于提高捕捞质量。

这项研究的主要作者亚利桑那州立大学的JESSE SENKO表示，这些结果表明，照明渔网的潜在好处远远超出了海龟的范围，同时也证明了在全世界类似的沿海刺网渔业中，利用照明渔网来减少被丢弃的副渔获物的强大前景。HOYT PECKHAM表示，刺网无处不在，因为他们价格低廉，能捕获经过他们的任何东西。这项工作是令人兴奋的，因为它提供了一个实际的解决方案，增加刺网的选择性和减少副渔获。新兴的技术将帮助这种照明融入到刺网材料中，这样一来，采用这种解决方案对渔民来说就变得轻而易举了。NOAA位于檀香山的太平洋岛屿渔业科学中心的渔业生态学家JOHN WANG表示，通过减少解开副渔获物的时间，让渔民的生活更轻松，与减少渔网中的副渔获物生物量同样重要。对于渔民来说，重要的是知道新技术对他们来说有实实在在的好处。这对于渔业能否采用这类技术至关重要。

国际野生生物保护学会（Wildlife Conservation Society，WCS）正在许多沿海国家开展工作，以减少刺网渔业对海豚、鲨鱼和鳐鱼等标志性巨型动物的附带捕获。然而，迄今为止，在减少副渔获量的同时允许渔民继续捕捞其目标物种的技术解决方案有限，而这些渔获量往往对生计和粮食安全产生关键影响。这项工作为保护濒临灭绝的巨型动物在世界各地的最后据点提供了一种可能的方法，并将作为全球海洋保护努力的一部分开展进一步探索。

杨林林译自WCS：Lighted nets dramatically reduce bycatch of sharks and other wildlife while making fishing more efficient，Science Daily，2022-01-21

微塑料使环境中有机污染物的毒性提高10倍

以色列特拉维夫大学研究人员发现，在海洋环境中，微塑料可以吸收和浓缩有毒有机物质，从而使其毒性提高10倍，这可能会对人类健康造成严重影响。这项研究是由特拉维夫大学机械工程学院和环境与地球科学学院的INES ZUCKER博士和博士生 ANDREY EITAN RUBIN共同进行的。研究结果最近发表在《光化层》（Chemosphere）杂志上。

微塑料是微型塑料材料的总称，这些材料以颗粒和微观纤维的形态出现，尺寸从几十微米到几毫米不等。微塑料几乎无处不在：井里、土壤里、食品里、水瓶里，甚至在北极的冰川里。研究人员解释说，由于塑料不是一种天然材料，它在自然界中的分解速度非常缓慢。这个过程有时会持续数千年，在这个过程中，新的微塑料就形成了。在整个过程中，微塑料颗粒会遇到附着在其表面的环境污染物，他们一起，可能对环境和人类的健康构成威胁。

在这项研究中，研究人员检查了微塑料所经历的整个过程，从它与环境污染物的相互作用到污染物的释放和毒性的增加。研究人员发现，微塑料对这些有机污染物的吸附使毒性增加了10倍，可能对接触受污染食品和饮料的人造成严重影响。ZUCKER博士解释说，研究发现，即使是对人类无毒的极低浓度的环境污染物，一旦被微塑料吸附，其毒性也会显著增加。这是因为微塑料是一种环境污染物的“磁铁”，将他们集中在表面，“运送”他们通过消化道，并集中将他们释放到特定区域，从而导致毒性增加。博士生ANDREY EITAN RUBIN补充道，研究第一次展示了微塑料完整的“生命周期”。从他们释放到环境中的那一刻起，到对环境污染物的吸附，直到他们对人类的联合毒性。每年倾倒到海洋中的塑料垃圾数量是巨大的。最著名的例子是太平洋上的塑料岛，它的面积比以色列大80倍。但这不是一个远程问题，从初步监测数据来看，以色列海岸是微塑料垃圾污染最严重的地区之一。这些地区的每一种微塑料颗粒都具有巨大的潜在危害，因为他们为进入人体的污染物提供了一个有效和稳定的载体。

ZUCKER博士总结道，氧化微塑料颗粒（微塑料风化后的结构）的吸附能力明显高于非氧化颗粒。环境污染物吸附在微塑料上后，微塑料颗粒可随着人类摄入的被污染的食物和水到达消化道，在靠近消化道细胞的地方释放毒素，从而增加这些物质的毒性。这是工业废料污染海洋和陆地环境的另一个可怕后果。不幸的是，近几十年来，塑料已经饱和。这种危险不是理论上的，而是比以往任何时候都更加切实可见。虽然已经有很多人意识到这一问题，但在这一领域的预防措施还远远不够。

杨林林译自 Israel：Microplastics increase the toxicity of organic pollutants in the environment by a factor of 10，study finds，Science Daily，2022-02-16

南极研究揭示了气候变暖和鱼类丰度之间的联系

一项对南大洋的长期研究表明，海水变暖、海冰减少和南极银鱼（侧纹南极鱼）数量减少之间存在明显的相关性。这些小而丰富的鱼类是企鹅、海豹和其他区域性海洋生物的重要食物，其作用类似于温带水域的鳀鱼或沙丁鱼。

这项研究发表在2022年2月3日的《生物学通讯》（Communications Biology）杂志上，这是《自然》（Nature）系列杂志下的一份开放获取期刊。主要作者ANDREW CORSO是威廉玛丽弗吉尼亚海洋科学研究所（William＆Mary＇s Virginia Institute of Marine Science，VIMS）的博士研究生。他表示，这是第一次在海冰和南极鱼类物种的长期丰度之间发现了具有统计学意义的关系。随着区域持续变暖，这些鱼类可能会从该地区完全消失，引发海洋生态系统的重大变化。研究的共同作者是DEBORAH STEINBERG博士和ERIC HILTON博士，以及科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所的SHARON STAMMERJOHN博士。

这项研究基于CORSO对25年（1993—2017年）收集的7 000多个幼鱼标本的分析，这是VIMS参与美国国家科学基金会资助的帕尔默南极洲长期生态研究项目（Palmer LTER）的一部分。Palmer LTER是一个正在进行的关于气候变化对南极半岛西海岸海洋食物网影响的调查项目。STEINBERG参与了Palmer LTER项目。他表示，研究区域是地球上变暖最快的地区之一。在过去的半个世纪里，空气和水温的升高导致了海冰覆盖的大幅减少。从1945年到2009年，该地区冬季平均气温上升了 10.8°F（6°C），而海冰的年持续时间减少了近2个月。这些幼鱼样本储存在VIMS的Nunnally鱼类标本集中，这里现在拥有世界上第二大、而且还在增长的南极鱼类集合，有超过4×104个标本。HILTON是该收藏的管理者，他表示，该研究是一个很好的例子，说明了管理、编目和归档的自然收藏与长期生态计划协同工作的价值。

南极银鱼的适应能力使他们能够在该地区寒冷的水域中茁壮成长。他们占了南大洋沿海地区鱼类生物量的90%以上，也使他们容易受到海洋变暖和海冰减少的影响。CORSO表示，海冰在这些鱼的生活史中扮演着独特的角色。他们在海冰中产卵，海冰也是新孵化的幼鱼的育幼场，所以海冰的减少对他们来说就像乳草减少对黑脉金斑蝶的影响一样。水温升高也可能损害这些鱼的健康，包括幼鱼和成鱼。之前对南极鱼类近亲所做的实验表明，水温上升9°F（5°C）可以彻底杀死一些鱼类，也会降低这些鱼类同化食物的速度。研究发现温暖的海洋表面温度和减少的海冰与减少的幼鱼数量有关。该地区的其他研究支持并扩展了这一发现，近几十年来的记录中，南极半岛西部北部海域银鱼成鱼的数量较低。研究表明银鱼成鱼和幼鱼对海冰和温度的耐受范围很窄，且他们需要足够的海冰覆盖才能成功产卵。随着南极半岛西部受气候变化影响，这种物种可能会从该地区完全消失，引发食物网上下的变化。这些变化可能已经开始了。参与Palmer LTER项目的其他科学家已经将该地区企鹅数量的大幅减少与食物结构中银鱼数量的长期减少联系在一起。同样地，研究人员还发现，银鱼对阿德利企鹅的羽化和生存很重要。

杨林林 USA：Antarctic research reveals link between warming and fish abundance，2022-02-08

石珊瑚物种更能在海洋酸化中生存

珊瑚通过从海水中生成碳酸钙，并将其添加到骨骼中，使其结晶来生长。这一过程以及珊瑚的生存正受到海洋酸化的威胁。然而，科学家们在《美国化学学会杂志》（Journal of the American Chemical Society）上发表论文称，某些珊瑚可以在不受海水侵害的内腔室中产生碳酸钙，而不是像以前认为的那样，在暴露的地方产生碳酸钙。这些发现以及不同的结晶速率，可以解释为什么一些物种对酸化威胁更具弹性。

石珊瑚从海水中提取钙和碳酸盐离子，生成碳酸钙，然后以无定形颗粒的形式附着在不断生长的骨骼上，逐渐硬化成不易溶解的“霰石”晶体结构。传统观点认为，这些颗粒形成并生长在骨骼表面一层2μm厚的液体层中，称为细胞外钙化液（extracellular calcifying fluid，ECF）。由于珊瑚中共生生物的光合作用，ECF的pH在白天上升，然后在晚上下降。正常情况下，这并不是问题，但由于ECF部分暴露在海水中，当海水pH下降时，ECF也会发生一定程度的酸化。GILBERT和他的同事称，这将干扰碳酸钙的形成和沉积，并杀死对pH下降最敏感的珊瑚。相反，如果碳酸钙颗粒的成核和生长发生在不受海水和ECF影响的细胞内腔室中，如同GILBERT小组最近的假设，那么即使是敏感物种也有机会在酸化过程中生存，只要pH不过低。研究人员决定研究这个问题。

在珊瑚样本中，研究小组在ECF上方的细胞层中检测到了无定形的碳酸钙颗粒。研究人员表示，这一发现与这些细胞内封闭囊泡（或小囊泡）内颗粒的生长相一致。这意味着这些颗粒是在远离海水的情况下安全地形成的，而不是在ECF中。然而，一旦附着在生长的骨骼表面，他们就暴露在ECF中，在那里他们在结晶之前就有溶解的风险。研究小组发现，不同物种的结晶速率差异很大。例如，一种已知不太容易受到海洋酸化影响的柱状珊瑚Stylophora pistillata，它新添加的碳酸钙结晶更快，溶解的时间更短。该研究得到了美国能源部、美国国家科学基金会和欧洲研究委员会的资助。

杨林林 USA：Why some stony coral species are better at surviving ocean acidification，2022-02-09