物种日志 | 小小蓝藻为何能引发“赤潮”，还能毒死大象？

今年，在位于非洲南部的博茨瓦纳已有300多头大象死亡，引发环保人士关注。日前的最新检测发现，这些大象死于蓝藻产生的水中毒素。

在人们的通常认知里，蓝藻遍布各类池塘、湖泊之中，时不时因为水体污染而产生奇异的“赤潮”、“水华”现象，但甚少有人将其与“有毒”联系在一起。

小小的蓝藻，为何能毒死大象?这就要从蓝藻的本质说起了。

蓝藻：神奇的“老前辈”

尽管蓝藻的名字听起来像是一种藻类，但它实际上不是植物，而是一种单细胞原核生物的统称。它的别名又叫蓝细菌，但没有细胞核，堪称是最原始、最古老的藻类。

在结构形态上，蓝藻没有细胞核，没有线粒体、液泡等细胞器，没有鞭毛，没有叶绿体(但含叶绿素a、数种叶黄素和胡萝卜素)，能进行产氧性光合作用;蓝藻的细胞壁和细菌的细胞壁的化学组成类似，主要成分为肽聚糖(糖和多肽形成的一类化合物)，分内外两层。

在外形上，由于含叶绿素a和藻蓝素，蓝藻细胞大多呈蓝绿色，但也有少数种类含有较多藻红素因此藻体呈现红色(比如一种生于红海中的蓝藻——红海束毛藻)，甚至棕色、黄色或黑色等。蓝藻门下分为两大纲，除了常见的单细胞体的色球藻纲之外，还有外形为丝状体的藻殖段纲。

除了进行光合作用外，许多蓝藻细菌还能“固定”大气中的氮——也就是说，它们能将空气中的气态氮转化为可被活细胞使用的化合物。

特别有效的固氮剂在丝状物种中被发现，它们有被称为异形胞的特殊细胞。异形胞是蓝藻的固氮场所，提供了厌氧环境。

在东南亚，固氮蓝藻经常生长在稻田里，因此不需要施用氮肥。至今已有120多种蓝细菌具有固氮能力，比如与满江红鱼腥蓝细菌(Anabaena azollae)共生的水生蕨类满江红，就是一种良好的绿肥。

蓝藻在地球上已经出现了约35亿年，是名副其实的“老前辈”。蓝藻已知约2000种，其大小范围从0.5到60微米不等，分布极为广泛：

它们在淡水中极为常见，是浮游生物和底栖生物的一员;在潮汐池、珊瑚礁、海洋等环境中也大量存在;在陆地上，蓝藻通常存在于1米或更深的土壤中，它们也生长在岩石和树木潮湿的表面，在那里它们以垫子或层的形式出现。

在一些极端环境，如温泉、5米积冰的冰湖中、沙漠岩石的表面也能找到蓝藻的身影。蓝藻经常是荒凉、裸露的岩石与土壤的第一位“访客”，它们还经常与其他生物体相联合，如某些蓝藻与真菌互惠共生，形成被称为地衣的复合生物。

这种顽强的生命力有时也能带来灾难：在有利的条件下，蓝藻细菌能以爆炸性的速度繁殖，引发海水“赤潮”和湖泊的“水华”等，给渔业和养殖业带来严重危害。在这种情况下，蓝藻细菌的过度生长会消耗大量的水中溶解氧，导致鱼类和其他水生生物死亡。

许多蓝藻还带有毒性：根据世界卫生组织(WHO)的报道，全世界水华藻类中59%为有毒蓝藻，目前国际上确认能产生毒素的蓝藻有46种。

蓝藻产生的毒素可以分为肝毒素、神经毒素及细胞毒素。微囊藻、鱼腥藻、颤藻、节球藻、念珠藻、柱胞藻和梅崎藻等一些株系的蓝藻会产生肝毒素，丝囊藻和颤藻等一些菌株会产生神经毒素。其中，神经毒素就被认为是导致大象死亡的“凶手”。

在我国，蓝藻神经毒素危害的报道并不多见，但有调查称，我国江苏海门等地区原发性肝癌的发病率较高，或与微囊藻毒素的长期慢性暴露有关。

微囊藻毒素(MC) 具有显著的肝脏毒性，其结构在20世纪80年代初得到确认，为环状七肽结构，目前已发现80余种毒素亚型。大多数MC是亲水的，不易沉淀或被沉积物和悬浮颗粒物吸附，在加热和阳光照射下都十分稳定。

许多蓝藻毒素会富集在底栖动物体内，其中包括人类经常食用的田螺、克氏原螯虾(小龙虾)、秀丽白虾等。这揭示出了加强水体污染治理、保持水体生态平衡、科学人工养殖的重要意义。

不过，蓝藻也并非“百无一用”，它具有相当的经济价值。除了被用于施肥、饲料和在生态系统中扮演平衡角色以外，蓝藻中也有许多可供食用的种类，如湖北鹤峰县特产葛仙米、日本的水前寺蓝藻，还有“养生界”热门产品——螺旋藻。

蓝藻虽微小，学问却不少;在利用得当的时候，蓝藻也可以从“环境杀手”变成人类的“好帮手”。

编译/前瞻经济学人APP资讯组