呂宋島（Luzon）居住著菲律賓一半以上的人口，在這裡，許多人經常食用諸如貝類這樣的海鮮。貝類常以浮游生物為食，但一個國際研究團隊注意到，呂宋島貝類的食譜中包括了一類叫做擬菱形藻（Pseudo-nitzschia）的矽藻，這讓他們感到了一絲擔憂。

有毒的玻璃屋主

矽藻是海洋生態系中主要的浮游植物，也是重要的初級生產者。它們常被稱為「住在玻璃屋裡的藻類」（algae that live in glass houses），因為它們的細胞外都被覆著以二氧化矽為主要成分的細胞外壁，在顯微鏡下觀察它們，可以看到它們的外殼會呈現出錯綜複雜的美麗圖案，好像精緻的玻璃房（玻璃的主要成分也是二氧化矽）。

圖片來源：Prof. Gordon T. Taylor， Stony Brook University – corp2365， NOAA Corps Collection， Public Domain

雖然大多數矽藻對人類或其他人類生物沒有什麼危害，但擬菱形藻是例外，世界許多地方的水產從業人員都忌憚它們。

1987 年秋季，加拿大愛德華王子島（Prince Edward Island）發生了一系列嚴重的食物中毒事件，造成至少3 人死亡，107 人住院。這些患者都食用了當地養殖的一種貽貝，隨後開始出現不同的病症，一些人出現嘔吐、噁心和腹痛等症狀，更為嚴重的是，一些患者出現了“失憶性貝類中毒”（amnesic shellfish poisoning， ASP），即在食用貽貝後，短期記憶的能力受到了不可逆轉的永久性損傷。

經過檢測後，研究者發現，這些貽貝中都含有一種稱為軟骨藻酸（domoic acid）的神經毒素，它可以過度刺激神經元中的特定受體，導致人體興奮性中毒，從而導致生理功能受損。而出現「失憶性貝類中毒」的人，則是由於軟骨藻酸讓他們大腦中對記憶形成至關重要的海馬區域產生了永久損傷。

而這些貽貝體內的軟骨藻酸，則剛好來自擬菱形藻。在目前已知的擬菱形藻物種中，接近一半都能產生軟骨藻酸。而作為海洋中的初級生產者，這些擬菱形藻產生的軟骨藻酸，會透過食物鏈在貝類、魚類等體內富集，直到人類食用，導致中毒。

1987 年愛德華王子島的食物中毒事件，是首次記載的因軟骨藻酸引起人類食物中毒事件。在這之後，對海鮮中軟骨藻酸的檢測與監測，也成為了多國海產業的重要流程之一。

Pseudo-nitzschia pungens和Pseudo-nitzschia brasiliana（圖片來源：Botavara et al.）

但對菲律賓來說，人們對於當地擬菱形藻種類和擴散程度還知之甚少。因此，在得知呂宋島附近也存在擬菱形藻後，來自菲律賓馬尼拉雅典耀大學和馬來西亞沙撈越大學的研究者立即開展了研究，他們想知道這些擬菱形藻中是否有能夠過產生軟骨藻酸的種類。 「據我們所知，菲律賓的擬菱形藻分類研究此前幾乎不存在。」研究者表示。

他們採集了呂宋島貝類養殖場中貝類體內的擬菱形藻樣本，並進行了形態學和遺傳特徵上的分析。結果發現，樣本中確實存在兩種能產生軟骨藻酸的擬菱形藻Pseudo-nitzschia pungens和Pseudo-nitzschia brasiliana，其中，Pseudo-nitzschia brasiliana是首次在呂宋島被發現。

前不久，他們將這些研究結果發表在《矽藻研究》（Diatom Research）上，這是菲律賓首批針對養殖貝類的微藻分類研究之一，證實了菲律賓沿海生態系統中有害藻類的存在。

更多研究

世界各地的科學家，仍在對擬菱形藻和軟骨藻酸的擴散和地理分佈等方面，進行詳盡地追蹤和研究。另一些科學家則對擬菱形藻產生軟骨藻酸的機制更感興趣，於是從基因層面進行了深入研究。例如，為了弄清楚為什麼在擬菱形藻中，有些能產生軟骨藻酸，而有些則不能，在今年10 月發表於《通訊·生物學》（Communications Biology）上的一項研究中，中國科學家和馬來西亞科學家透過不同擬菱形藻基因組分析，成功鑑定出了包含四個基因的基因簇dab，顯示dab 在合成軟骨藻酸中扮演了關鍵的角色。除此之外，他們還提出了「單次獲得，多次獨立丟失」（SAMIL）模型來解釋擬菱形基因簇的獲得和演化。

這個模型認為，所有擬菱形藻的共同祖先都是透過原核生物的水平基因轉移或與紅藻的內共生獲得dab 基因簇的。在此之後，dab 基因簇在不同的擬菱形藻譜系中經歷了獨立的演化。在這個過程中，由於環境的不同選擇，一些擬菱形藻丟失了dab 基因簇，而另一些擬菱形藻則保留並繼續演化，成為了今天仍然能夠產生軟骨藻酸的擬菱形藻物種。

SAMIL 模型（圖片來源：He et al， 2024.）

新研究的發現不僅揭示了菲律賓沿海水域存在的潛在健康風險，也引發了更廣泛的擔憂——隨著人類活動和氣候變遷的加劇，擬菱形藻等有害藻類的繁殖規模和範圍可能正在擴大，而這種現象可能對生態系統以及人類健康帶來更嚴重的威脅。

由於人類活動（如排放污水入海）和氣候變遷等的影響，海洋中時常會出現藻類集中大量繁殖的現象，即「藻華」（algae bloom）。如果在藻華中大量繁殖的是諸如特定擬菱形藻這樣的能夠產生有毒物質的藻類，那麼它們產生的有毒物質可能就會進入食物鏈，並通過生物富集作用沿著營養級積累，從而對生物和生態系造成嚴重影響。這些有毒物質除了可以透過海魚或貝類等海鮮被人類攝入，還會影響諸如海獅、海豚等的海洋哺乳動物，以及以海洋魚類為食的海鳥。除此之外，海藻的大量繁殖還可能消耗大量海水中的氧氣，讓其他海洋生物無法生存。

因此，如何平衡人類經濟活動與海洋生態保護之間的關係，已成為科學家和政​​策制定者面臨的重要挑戰。同時，這也提醒人類，在享受大自然所贈與的豐富資源時，必須更加謹慎和負責任，以保護我們賴以生存的藍色星球。

參考文獻

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