加拿大里賈納大學(xué)生物地球化學(xué)家Britt Hall團隊日前在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)快報》上發(fā)表論文稱,北美草原湖泊中一種浮游生物體內(nèi)的汞濃度大約是湖泊中其他浮游動物的兩倍。這很可能是因為它會吃掉生活在含汞泥漿中的細菌或蠓。在夜間,它們就像汞“電梯”,把毒素從湖泊深處帶上來。研究團隊稱,證據(jù)就在鱸魚身上:晚上捕獲的黃色鱸魚的汞含量是白天捕獲的黃色鱸魚的兩倍。
科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了這種神經(jīng)毒素在湖泊中循環(huán)的方式——在深夜搭上小型食肉甲殼動物的“電梯”。這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么一些湖魚汞含量高的驚人。研究還表明,只在白天對湖泊進行采樣的研究人員可能會錯過這些生態(tài)系統(tǒng)運行的重要線索。
大多數(shù)汞污染來自小規(guī)模的黃金冶煉和燃煤使用。這些汞會上升到大氣中,在全球范圍內(nèi)循環(huán),然后再以雨雪形式降落。當汞到達低氧環(huán)境(如濕地和湖床)時,細菌會將其轉(zhuǎn)化為一種名為甲基汞的有毒物質(zhì),并在動植物體內(nèi)積累。人類胎兒和幼兒接觸汞導(dǎo)致的風(fēng)險最高,可能會出現(xiàn)發(fā)育問題。
金槍魚等頂級食肉動物的組織中會積累甲基汞。但是在有大量藻類和浮游動物的湖泊中,因為食物網(wǎng)底部有更多生物,生態(tài)系統(tǒng)中的汞被稀釋,魚類攝取到的汞會減少。然而,也有例外,如北美大草原湖泊中的魚,其汞含量就很高。
1997年,Hall的同事、里賈納大學(xué)生態(tài)學(xué)家Peter Leavitt測量了加拿大卡特普瓦湖各種魚類和浮游動物體內(nèi)的汞含量,發(fā)現(xiàn)夜間捕食的黃鱸魚比白天捕食的黃鱸魚含有更多的汞。不同種類的浮游動物之間的汞濃度也存在差異。
里賈納大學(xué)博士后Richard Vogt仔細觀察了一種名為Leptodora的浮游動物。Leptodora是水蚤的近親,長約1.5厘米,有一只巨大的眼睛。(Leavitt稱之為“幽靈跳蚤”,因為它們是半透明的。)2013年,Vogt和同事發(fā)現(xiàn),成年的Leptodora每天都會上下移動。白天,它們躲在沒有氧氣的湖底躲避食肉魚類,晚上則游到湖面——此時大多數(shù)魚不活躍或看不清楚,并以其他浮游動物為食。Vogt還發(fā)現(xiàn)至少有一種魚——黃色鱸魚——可以在黑暗中捕捉Leptodora。
達特茅斯學(xué)院水生生態(tài)學(xué)家Celia Chen說,這種類型的生態(tài)研究可以幫助提高大規(guī)模污染監(jiān)測的準確性。例如,一些研究人員通過監(jiān)測魚類體內(nèi)的汞濃度研究不同湖泊中汞沉積量的變化,Leptodora的出現(xiàn)可能會扭曲比較結(jié)果。她說:“這些生態(tài)因素改變了汞在標準物種中的含量。這對污染監(jiān)測來說不是一件小事?!?/p>
Hall、Leavitt和同事正在研究另一種類型的污染:溫室氣體。他們正在研究北美草原湖泊如何吸收二氧化碳,以及Leptodora是否也會將另一種強力溫室氣體(甲烷)輸送到湖面。如果是這樣,“汞電梯”可能會帶來另一種危險。
相關(guān)論文信息: https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00446