編者按
【國(guó) 名】 博茨瓦納共和國(guó)(The Republic of Botswana)。
【面 積】 581730平方公里。
【人 口】 230萬(2018年,《倫敦經(jīng)濟(jì)季評(píng)》統(tǒng)計(jì))。絕大部分為班圖語系的茨瓦納人(占人口的90%)。
【首 都】 哈博羅內(nèi)(Gaborone),人口約20.8萬(2019年)。
【國(guó)家元首】 總統(tǒng)莫克維齊·馬西西(Mokgweetsi Masisi),2019年11月1日宣誓連任總統(tǒng)。
【簡(jiǎn) 況】 南部非洲內(nèi)陸國(guó)家。平均海拔1000米左右。東接津巴布韋,西連納米比亞,北鄰贊比亞,南界南非。大部分地區(qū)屬熱帶草原氣候,西部為沙漠、半沙漠氣候。年均氣溫21℃。年均降水量400毫米。
【旅游業(yè)】 博是非洲主要旅游目的國(guó)之一。旅游資源豐富,是非洲野生動(dòng)物種類和數(shù)量較多的國(guó)家。政府把全國(guó)38%的國(guó)土劃為野生動(dòng)物保護(hù)區(qū),設(shè)立了3 個(gè)國(guó)家公園,5個(gè)野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。
博茨瓦納是超過130,000只非洲象的家園,更是超過1/3非洲象的避難所!
2020年3月以來,博茨瓦納西北部地區(qū)發(fā)生不明原因的大象死亡事件,且許多大象是在水坑附近發(fā)現(xiàn)的。
2020年9月4日,津巴布韋野生動(dòng)物保護(hù)部門在西部的森林中發(fā)現(xiàn)22頭非洲象尸體,死亡原因不明。
博茨瓦納野生動(dòng)物和國(guó)家公園管理局首席獸醫(yī)官呂本·姆馬迪9月21日在記者會(huì)上說,在送往實(shí)驗(yàn)室的樣品中檢測(cè)出了藍(lán)藻毒素。這種藍(lán)藻神經(jīng)毒素可以導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)損傷和衰竭,從而麻痹和殺死大象。
截至目前,對(duì)官方公布的結(jié)論仍有不少質(zhì)疑聲,一方面歸咎于當(dāng)?shù)卣€沒有公布相關(guān)檢測(cè)過程和結(jié)果,另一方面源于公眾缺乏對(duì)藍(lán)藻毒素的認(rèn)知,難以想象小小的一池“綠”水怎能讓300多頭野生大象殞命。
藍(lán)藻能產(chǎn)生各種各樣的次生代謝物,其中能對(duì)植物、無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物(包括人類)具有毒性作用的物質(zhì),稱為藍(lán)藻毒素(Cyanotoxins)。如果藍(lán)藻水華暴發(fā)過程中伴隨藍(lán)藻毒素的大量產(chǎn)生和釋放,將加劇水華暴發(fā)導(dǎo)致的環(huán)境危害。
常見產(chǎn)毒藍(lán)藻水華暴發(fā)現(xiàn)場(chǎng)
不同藍(lán)藻所產(chǎn)生的藻毒素不盡相同,目前已知的藍(lán)藻毒素種類不少于310種,主要毒素包括寡肽類的微囊藻毒素(Microcystins)和節(jié)球藻毒素(Nodularins)、生物堿類的擬柱孢藻毒素(Cylindrospermopsins)、魚腥藻毒素(Anatoxins)、胍毒素(Guanitoxin)和麻痹性貝類毒素(Paralytic shellfish toxins)、氨基酸類的β-甲氨基丙氨酸(β-methylamino-L-alanine,BMAA)以及內(nèi)毒素脂多糖(Lipopolysaccharides)等。
常見的產(chǎn)毒藍(lán)藻種類包括浮游性水華藍(lán)藻中的微囊藻(Microcystis)、浮絲藻(Planktothrix)、長(zhǎng)孢藻(Dolichospermum)、項(xiàng)圈藻(Anabaenopsis)、擬柱孢藻(Cylindrospermopsis)、尖頭藻(Raphdiopsis)、金孢藻(Chrysosporum)、矛絲藻(Cuspidothrix )、柔細(xì)束絲藻(Aphanizomenon gracile)、常絲藻(Tychonema)、泡沫節(jié)球藻(Nodularia spumigena)等及底棲藍(lán)藻中的席藻(Phormidium)、顫藻(Oscillatoria)、飛氏藻(Fischerella)、織線藻(Plectonema)和念珠藻(Nostoc)等。
常見產(chǎn)毒藍(lán)藻
一些藍(lán)藻毒素合成后主要儲(chǔ)存在藻細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,以胞內(nèi)毒素的形式存在于自然環(huán)境中,當(dāng)這些產(chǎn)毒藍(lán)藻細(xì)胞發(fā)生死亡或細(xì)胞膜破裂時(shí),原本存儲(chǔ)在細(xì)胞質(zhì)中的大量毒素就被直接釋放到水中(細(xì)胞外毒素)。另外一些藍(lán)藻毒素在自然環(huán)境中可能以細(xì)胞外溶解態(tài)為主要存在形式,細(xì)胞外藍(lán)藻毒素可能吸附在水柱中的粘土和有機(jī)物質(zhì)上,通常比細(xì)胞內(nèi)毒素更難去除。
微囊藻毒素是最為常見的藍(lán)藻毒素,也是藍(lán)藻毒素中結(jié)構(gòu)最豐富的一類,目前至少發(fā)現(xiàn)了246種微囊藻毒素。微囊藻毒素最早是由Bishop等人于1959年從銅綠微囊藻中發(fā)現(xiàn)。該毒素能專一性地與細(xì)胞(尤其是肝、腎細(xì)胞)內(nèi)的蛋白磷酸酶結(jié)合,強(qiáng)烈抑制其活性,因而具有廣泛的毒性作用。文獻(xiàn)報(bào)道表明,微囊藻毒素急性中毒能夠?qū)е伦匀唤缰续B類、魚類以及包括綿羊、狗、牛在內(nèi)的哺乳動(dòng)物的非正常死亡。一些致人死亡的案例也偶有報(bào)道,例如1996年導(dǎo)致幾十人死亡的巴西透析水藻毒素污染事件。
微囊藻毒素的亞急性毒性同樣不容忽視,有研究表明,我國(guó)巢湖周邊漁民長(zhǎng)期在微囊藻毒素污染的環(huán)境中工作和生活,他們的血清中微囊藻毒素含量與其主要肝功能指標(biāo)間存在正相關(guān)關(guān)系。除了能導(dǎo)致嚴(yán)重的肝損傷,影響哺乳動(dòng)物和人類的其他一些組織和器官,微囊藻毒素與腫瘤的促生也有直接關(guān)系。此外,近年的研究也發(fā)現(xiàn)微囊藻毒素同時(shí)還具有一定的免疫毒性和生殖毒性。
節(jié)球藻毒素是藍(lán)藻次級(jí)代謝產(chǎn)物中存在的一類與微囊藻毒素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上極為相似的環(huán)狀五肽,目前至少發(fā)現(xiàn)10種毒素。
擬柱孢藻毒素是一種兩性離子生物堿,目前至少發(fā)現(xiàn)5種毒素。該毒素的發(fā)現(xiàn)始于 1979 年澳大利亞昆士蘭州棕櫚島上的擬柱孢藻水華導(dǎo)致的集體中毒事件,當(dāng)時(shí)有 148 人突發(fā)肝腸炎。該毒素會(huì)影響哺乳動(dòng)物多個(gè)器官和組織,導(dǎo)致細(xì)胞乃至器官的損傷。擬柱孢藻毒素以肝毒性、細(xì)胞毒性為主,此外也表現(xiàn)一定的神經(jīng)毒性、和潛在的致癌毒性。
魚腥藻毒素是一類小分子雙環(huán)仲胺生物堿,目前至少發(fā)現(xiàn)6種毒素。該毒素最早是從水華長(zhǎng)孢藻(Dolichospermum flos-aquae,原種名Anabaena flos-aquae)中分離獲得,因其具強(qiáng)致死性,早期被稱為“極速致死因子”。該毒素分子是一種乙酰膽堿受體的強(qiáng)拮抗劑,致毒機(jī)理是與乙酰膽堿受體高親和力結(jié)合后因不能被真核細(xì)胞中的乙酰膽堿酯酶和其他酶類降解,使肌肉因過度興奮而痙攣,呼吸肌麻痹導(dǎo)致窒息死亡,具強(qiáng)致死性。
胍毒素是目前已知的唯一一種天然有機(jī)磷酸酯,最初也是從水華長(zhǎng)孢藻中分離獲得。該毒素主要作用于膽堿系統(tǒng),抑制膽堿酯酶活性,既能引起煙堿樣作用,也能引起毒蕈堿樣作用。由于胍毒素不能穿過血腦屏障,因此它是一種強(qiáng)效專一性的外周神經(jīng)膽堿酯酶抑制劑,對(duì)大腦等中樞神經(jīng)系統(tǒng)的膽堿酯酶系統(tǒng)并不產(chǎn)生抑制作用。以小白鼠為模型的實(shí)驗(yàn)表明,致死劑量的毒素能引起血壓、心率、呼吸頻率、肺活量突然下降。
麻痹性貝類毒素是一類真核藻類、原核藻類都能合成的藻毒素,目前至少發(fā)現(xiàn)57種毒素。這種毒素實(shí)際是由被貝類攝食的海洋甲藻產(chǎn)生。全球每年有約2000起因誤食被污染的貝類導(dǎo)致的人類中毒事件,致死率約為15%。麻痹性貝類中毒癥狀通常在誤食發(fā)生后的30分鐘內(nèi)出現(xiàn),患者初期出現(xiàn)面部和唇部的灼燒感或刺痛感、頭痛惡心、流涎發(fā)燒、皮疹等癥狀,隨后中毒反應(yīng)迅速擴(kuò)散到肢體的末端導(dǎo)致癱瘓,患者的血壓也在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)明顯下降,嚴(yán)重者最終由于呼吸肌麻痹引發(fā)呼吸衰竭而死亡。
藍(lán)藻毒素類別
Q1
發(fā)生死亡事件區(qū)域內(nèi)的象群是否存在傳染病暴發(fā)?
Q2
水體的面積?是何種藍(lán)藻水華?
Q3
具體的藍(lán)藻毒素類型?水體中的藍(lán)藻毒素濃度?
Q4
大象受損器官的毒素殘留?多少劑量的神經(jīng)藻毒素足以殺死一頭大象?
Q5
為什么沒有其他動(dòng)物的死亡報(bào)道?
Q6
動(dòng)物為什么沒有放棄藍(lán)藻水源?是沒有選擇還是對(duì)藍(lán)藻水華污染的水源不敏感?
Q7
在受藍(lán)藻污染的水源,有什么保護(hù)措施,才能確保動(dòng)物飲水安全?
Q8
如何從博茨瓦納的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)層面看象群的大量死亡?
本文的撰寫得到李仁輝教授的指導(dǎo),陳友信博士、范帆博士的支持,謹(jǐn)此致謝。