出品：科普中國
製作：蘇澄宇
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
還記得今年五月下旬發生的大象死亡事件嗎？當時，在波札那的國家公園裡，不到一個月的時間裡陸陸續續死了300頭大象。
△圖源：guardian
因為沒有槍傷，象牙也沒丟失，所以排除了獵殺的可能性。因此，事件發生後，專家懷疑有兩種致死的原因，一種是化學中毒，另一種是病原體中毒，不過並沒有給出具體的結論。
到了8月份，在辛巴威邊境的萬基國家公園附近，又出現了20頭大象的屍體，因為和之前波札那的大象死亡事件的時間很接近，所以人們覺得這兩起大象死亡事件是有關聯的。
直到最近，波札那政府給出了官方答案，大象是因為喝了含有大量藍藻毒素的水源死亡的。
什麼是藍藻？
藍藻離我們並不遠。雖然我們肉眼看不到單個或少量的藍藻，但當它們聚集起來的時候，就成了死水裡一片綠油油的水華，有時候甚至可以從太空看到。
△圖源：guardian
△圖源：WBFO
藍藻一般都出現在死水裡，因為流動性比較小，營養容易在那裡聚集，有了吃的自然就繁殖得快了。而所謂的營養，可能來源於工業廢水、養殖廢水。
新聞裡用的「藍藻」一詞，其實是舊名，新名應為「藍細菌」。之所以有名稱的變化，是因為我們之前一直以為它是一種植物，它不僅看起來像植物，有些藍細菌還可以光合作用，而光合作用就是植物的典型特徵。但後來我們發現，藍細菌沒有核膜，與細菌很像，所以現在就被歸為細菌域，藍菌門。
不過為了方便起見，下文我們繼續使用藍藻這一稱呼。
為什麼藍藻會有毒？
其實不是所有的藍藻都有毒，並且不同的藍藻產生的毒素也不太一樣。那些有毒的藍細菌細胞破裂後，會釋放出毒素。毒素有三種類型：肝毒素、神經毒素和皮膚毒素。當然，這只是類型，並不是毒素的具體種類。
不同的毒素的作用方式不一樣。肝毒素顧名思義，主要對動物的肝臟下手，有微囊藻毒素、節球藻毒素和柱孢毒素等幾類。
△圖源：文獻1
以微囊藻毒素為例，這是一個環狀七肽化合物，在被釋放到水體之後，動物喝了這些水，會進入體內與細胞內的蛋白磷酸酶結合，抑制酶的活性，細胞內就不能正常地開展磷酸化和去磷酸化。簡單來說，就是細胞失去活性，不能正常工作了。接下來，肝臟會充血腫大，臟器會被破壞、出血、甚至死亡。毒性發作慢的話，可能形成腫瘤，誘發肝癌。
節球藻毒素和微囊藻毒素的作用機理類似，柱孢毒素則不太一樣，可以作用於腎上腺、胸腺、心臟，造成細胞內的DNA損傷。
神經毒素主要作用於神經系統，包括魚腥藻毒素、石房蛤毒素和新石房蛤毒素等。產生它的有魚腥藻、顫藻、束絲藻、浮絲藻等等。
以魚腥藻毒素為例，它是一種神經遞質乙醯膽鹼的類似物，會和乙醯膽鹼受體結合，結合之後不容易跑掉，就會長時間刺激肌肉細胞，肌肉過度興奮，就會痙攣，並且會影響呼吸系統，動物就會因為窒息而死。
其他幾種神經毒素也都是與受體結合，然後導致神經傳導出問題，最後呼吸困難，窒息死亡。
皮膚毒素主要存在於生活在海洋裡的藍藻，這裡就不多介紹了。
大象真的是被藍藻毒死的嗎？
30年來，全世界有文獻記載的被藍藻毒素毒死的人，有151個人。這和波札那2個月就死了300頭大象的事件根本不是一個量級，也不是一個嚴重程度。究其原因，水體中藍藻毒素往往含量很低，而且還是慢性毒性。急性中毒比較少見，當然也有。
比如，最嚴重的一次人類被藍藻毒死的事件發生在1996年，巴西一個血液透析中心由於使用被藍藻毒素汙染的水而導致60多人死亡。腎透析是什麼概念？那就是說，當時毒素是直接從靜脈血打進腎臟裡的，而不是通過水被喝進去的，可想而知藍藻毒素的量有多大，才造成了嚴重的人員死亡。
那麼疑問來了，通過藍藻毒素快速地毒死一個人並不容易，更何況一頭好幾噸的大象，得噸噸噸喝下多少藍藻毒素才會短時間暴斃？
波札那官方之所以稱藍藻是殺死大象的真兇，並且是神經毒素，是因為在大象的飲水區檢出了藍藻。但目前並沒有公布直接的屍檢結果，因此，是否確實是水中的藍藻導致了大象的死亡，這還真的不好說。
但不管怎麼說，在這兩次事件中，70% 的大象死於藍藻大量繁殖的水坑附近，甚至在一張照片裡，大象的屍體就倒在水坑裡，周圍是一片綠油油的藍藻。可以確定的是，藍藻大量存在於它們的飲水區，這肯定會影響它們的健康。
△圖源：guardian
至於為什麼今年發生了這麼多大象死亡事件，有人猜測是氣候變化，溫度上升。而藍藻在溫暖的水域長得最快，所以今年藍藻特別多，大象死亡的概率自然上來了，因為它們又沒自來水喝，只能喝水坑裡的被汙染的水。
現在人們能做的並不多，接下來，當地政府會在下個雨季來臨時，對大象飲水區進行檢測，看飲水中是否出現水華，從而儘量降低再次大規模死亡的風險。
參考文獻：
1.汪洋, 李樾, 馮悅, 等. 藍藻毒素的類型及其產毒基因[J]. 生態學雜誌, 2017, 36(2): 517-523.
https://www.theguardian.com/environment/2020/sep/21/botswana-says-it-has-solved-mystery-of-mass-elephant-die-off-age-of-extinction-aoe#img-1
2.張志紅. 三種藍藻毒素的神經毒性研究進展[J]. 國外醫學: 衛生學分冊, 2002, 29(6): 344-347.
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