几十年罐装鲑鱼揭示海洋健康变化

研究人员使用罐头鱼来重建寄生虫种群变化,赋予“打开潘多拉魔盒”这句话新的含义

Open tin of canned salmon on wooden background

Reinis Bigacs/Alamy Stock Photo

华盛顿大学的寄生虫生态学家切尔西·伍德和她当时的 graduate student 娜塔莉·马斯蒂克几个月来一直在思考,他们如何能够重建太平洋西北地区海洋哺乳动物面临的寄生虫风险随时间的波动。对于绝大多数寄生虫物种,都不存在长期数据集,因此伍德和马斯蒂克知道他们必须发挥创造力。他们想到的一个想法是使用鲑鱼的寄生虫负荷作为海洋哺乳动物感染的替代指标。

虎鲸、海豹和白鲸捕食鲑鱼,鲑鱼是多种线虫的中间宿主,这些线虫在这些捕食者体内完成它们的多步骤生命周期。如果没有海洋哺乳动物,寄生虫就无法繁殖并进入环境,因此鲑鱼的感染水平与它们的捕食者的感染水平密切相关。

虽然研究人员使用鲑鱼寄生虫来了解海洋哺乳动物寄生虫的想法背后的逻辑是合理的,但仍然存在一个问题:他们从哪里获得大量可以解剖以寻找寄生虫的旧鲑鱼?


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当“出乎意料地”,伍德说,她接到了来自海产品协会(西雅图的一个贸易组织)的电话时,他们似乎已经走投无路了。该组织告诉她,他们正在清理地下室,并正在处理堆积如山的过期罐装鲑鱼。在扔掉罐头之前,该协会想知道伍德是否想要它们。

“我们当时想,‘里面可能有蠕虫!’”伍德回忆道。“这就是我们开始这项研究的原因:[海产品协会]问我们是否想要他们地下室的垃圾,而我们说,‘当然,是的。’”

伍德和马斯蒂克关于罐装鲑鱼可能充当蠕虫时间胶囊的预感被证明是正确的:罐头鱼中含有大量寄生虫。正如研究人员本周在Ecology and Evolution杂志上报道的那样,他们能够使用回收的寄生虫来重建四种鲑鱼中感染负担在 42 年期间的变化,并发现其中两种鲑鱼的感染负担有所增加。虽然这听起来像是一件坏事,但研究人员怀疑蠕虫数量的增加标志着海洋哺乳动物“保护上的成功”,伍德说。“随着海洋哺乳动物的回归,它们的寄生虫也可能随之回归。”

罐装鲑鱼在密封时会被烹饪,因此在研究开始时,研究人员不确定他们是否能够检测到异尖线虫,这是一种感染阿拉斯加鲑鱼肌肉的寄生性线虫。然而,伍德说,这些蠕虫“非常明显——至少对我们来说是这样”。“我们真的很惊讶。”

异尖线虫通过较小的中间宿主(如磷虾或鱼类)进入鲑鱼体内。在鲑鱼吃掉这些较小的宿主后,寄生虫会钻入鲑鱼的肌肉,形成“一个小口袋”,伍德说。她和她的同事用镊子仔细地在鲑鱼肌肉组织中挑拣,当他们打开其中一个口袋时,蠕虫往往会“弹出来”,伍德说。“它们非常容易看到。”(她补充说,这些蠕虫存在于许多类型的海鲜中,并且由于它们在烹饪过程中被杀死,因此除非食物未煮熟或有人对它们有特殊过敏反应,否则它们对人类没有危险。)

促成这些发现的地下室储藏物包括 502 罐大马哈鱼、红鲑鱼、粉红鲑鱼和红鲑鱼,主要来自阿拉斯加。研究人员总共解剖了 178 罐罐头,这些罐头是在 1979 年至 2019 年之间加工的,每种鲑鱼的数量从 22 罐到 62 罐不等。一半的罐头含有线虫,他们总共收集了 372 条蠕虫。他们发现,在大马哈鱼和粉红鲑鱼中,每克组织中的蠕虫数量随着时间的推移显着增加,但在红鲑鱼或红鲑鱼中没有变化。

弗吉尼亚海洋科学研究所的生物学家瑞安·卡内基说:“重要的是,我们了解寄生虫和疾病通常如何影响生态系统,因为影响可能是深远的。”他没有参与这项研究。“使用罐头样本档案来解决鲑鱼长期线虫感染问题的想法简直是受到了启发,而且重要的是,随后采用了稳健且非常谨慎的方法来生成可靠的定量数据,以检验变化假设。”

这项新研究的作者不能肯定地说是什么因素导致了大马哈鱼和粉红鲑鱼寄生虫数量的增加。但这种增长确实与 1972 年生效的《海洋哺乳动物保护法》的制定相吻合。从那时起,各种海洋哺乳动物的数量有所增加,因此伍德说,它们的寄生虫也会增加,这是合乎逻辑的。其他研究也揭示了与保护行动相关的类似关联,包括波罗的海鳕鱼中寄生虫的增加,这是由于灰海豹种群的恢复。正如伍德指出的那样,“我们知道这一点是因为渔民很生气,因为他们不断捕捞到满是蠕虫的鳕鱼。”

伍德和她的同事也不知道为什么红鲑鱼或红鲑鱼的寄生虫负荷没有增加。他们希望通过他们目前正在进行的基因分析来找到一些生态学上的线索来解答这个问题,以试图鉴定从罐头鲑鱼中回收的具体寄生虫物种。

不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的海洋历史学家洛伦·麦克伦纳汉说,这项新研究已经“为了解一些最难研究的物种提供了一个窗口,并深入了解了生态系统恢复的细微方式”。她没有参与这项研究。

她说:“使用罐装鲑鱼作为了解过去生态系统的窗口是一种非常富有创造性的方法,可以揭示原本看不见的变化。”“随着海洋哺乳动物宿主的增加,某些鲑鱼物种的寄生虫数量有所增加,这一发现值得注意,并表明健康海洋生态系统的基线可能比人们想象的更‘多蠕虫’。”

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