在八月一个凉爽的早晨，斯蒂芬·佩顿站在阿拉斯加塞尔多维亚码头的边缘，拖着一个细长的圆锥形网，用杆子穿过波纹荡漾的海水。尖叫的乌鸦和海鸥在我们头顶潮湿的空气中盘旋，这位肢体修长的30岁年轻人注视着他幽灵般的网在水面下蜿蜒前进。网的狭窄末端的一个小塑料瓶收集并浓缩了水中的颗粒。当佩顿拉起装置时，他取下瓶子，在里面的湿泥中滴入碘防腐剂，标记样品并递给我。我们爬上他那辆白色大卡车，驱车一英里到达塞尔多维亚的砾石飞机跑道，在那里我匆忙登上了一架狭窄的六座螺旋桨飞机。瓶子里的生物可能会在几小时内变质，因此时间至关重要。
十五分钟后，飞行员在卡切马克湾对岸的荷马降落。联邦资助的研究员贾斯敏·毛厄尔在小机场街对面工作，她把我领进她的办公室，坐在她的工作台旁。她从瓶子里挤出几滴港口水滴在玻璃载玻片上，然后将其滑到显微镜下。我越过毛厄尔的肩膀，在她逐个象限地搜索微小有毒藻类的明显形状。几分钟后，她向后滚动椅子；至少今天，水是安全的。
佩顿的阿留申祖先在阿拉斯加水域捕鱼已有数百年历史，他是塞尔多维亚村庄部落的环境助理。他的小镇位于基奈半岛南部，只能通过船或飞机到达。周末，他喜欢带三个年幼的孩子去钓鱼和挖蛤蜊，为他们提供健康的食物，这是阿留蒂克人和乌南加ˆ人长期以来奉行的自给自足的生活方式的一部分。但他一直为每周都在寻找的潜伏危险所困扰：有毒藻类。“我对它的了解越多，就越让人有点害怕出去挖蛤蜊，”佩顿说。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
许多土著挖蛤蜊者长期以来一直避免在夏季温暖的水域中捕捞，因为那时有害藻华（HAB）更有可能发生，可能会产生毒素，这些毒素会被当地鱼类和贝类摄入并在其中积累。然而，居民们仍然穿着靴子在退潮时跋涉出去，希望从裸露的泥浆中挖出双壳贝类，通过发现从泥浆中小呼吸孔上升的气泡来定位它们。“我认识很多在夏天捕捞的人，”佩顿说。“我永远不会那样做。”
来自阿留蒂克骄傲海洋研究所的科学家——安妮特·亚罗什、梅尔·布兰森和杰夫·赫特里克——在苏厄德附近挖蛤蜊，这是雄心勃勃的区域项目的一部分，旨在检测贝类中的有害藻类毒素。图片来源：Kiliii Yuyan
然而，有害藻华在阿拉斯加北部沿海地区发生的频率越来越高，并且持续时间也越来越长，这使得任何时候的捕捞都存在风险。最近的研究发现，1998年至2018年间，北冰洋的藻华增加了50%以上。随着北部纬度地区变暖，危险藻华的频率和强度可能会进一步上升。
佩顿说，最大的威胁是微小的亚历山大藻，这是一种圆形鞭毛藻，带有线状“手臂”，用于游泳。当它在藻华期间繁殖时，棕色的颗粒几乎不会使水变色，但它会产生一种无味、无味的毒素，称为麻痹性贝类毒素 (PSP)，其毒性是氰化物的 1000 倍。在人类中，PSP 会引起嘴唇和舌头的刺痛感、手臂和腿部的麻木和失控，最终导致胸部和腹部麻痹。如果没有医疗呼吸机，可能会在短短半小时内死亡。
在塞尔多维亚，居民们仍然谈论着几年前麦克唐纳岬角的一位妇女，她差点因吃了一个“热蛤蜊”而丧命，并且至今仍患有失忆症。幸运的是，她的丈夫认出了症状，并紧急将她送到荷马一家配备呼吸机的诊所。去年，在阿拉斯加尤纳拉斯卡的一家越南鱼类加工厂，一名工人在独立日派对上吃了几把蓝贻贝和一只海蜗牛后，在紧急飞往安克雷奇的途中死亡。
塞尔多维亚村庄部落的环境助理斯蒂芬·佩顿采集海湾水样（上图）。他的叔叔兼环境工作负责人迈克尔·奥普海姆与佩顿的两个儿子一起寻找晚餐的蛤蜊（下图）。图片来源：Kiliii Yuyan
然而，这些中毒事件并没有阻止成千上万的土著和非土著人民每年挖掘和食用无数蛤蜊，其中任何一个都可能是有毒的。阿拉斯加自给自足地区每年收获约 3400 万磅野生食物，平均每人约 276 磅。在偏远社区，海洋哺乳动物、鱼类、鸟类和贝类约占收获食物的四分之三。
潮间带的收获也维持着重要的知识和文化课程。“退潮时，餐桌就摆好了”是一句传统的说法，它说明了海岸的馈赠：蛤蜊、贻贝、海胆、珍宝蟹、海参、硬壳石鳖、章鱼和蜗牛。研究人员怀疑某些或所有这些动物可能含有毒素。在阿拉斯加基奈半岛地区，三分之二的挖蛤蜊居民生活在中低收入家庭。
在美国其他沿海州，研究人员定期监测海岸是否有有害藻华的迹象。在华盛顿州，自主漂浮传感器调查了 31 个地点，并将数据传递给研究人员和土著部落。在加利福尼亚州，HAB 监测和警报计划将州公共卫生部门的沿海采样与大学附属研究人员收集的毒素数据相结合。在缅因州，训练有素的志愿者收集广泛的水样，由州海洋资源部门进行分析。佛罗里达州鱼类和野生动物委员会每周进行采样，并运行一个网站和热线，提供最新的 HAB 警告。据一项研究显示，在美国西海岸，1990 年至 2014 年间，以自给自足为目的的捕捞者带回了超过 2.21 亿份海鲜。许多人依靠州政府支持的检测计划来证明他们的收获是安全的。
佩顿一家挖沟并播撒小蛤蜊，以增加可供自给自足捕捞者使用的成熟贝类数量，并帮助平衡潮间带生态系统。图片来源：Kiliii Yuyan
阿拉斯加没有广泛的检测，即使由于气候变化，HAB 正在沿海岸线增加。阿拉斯加是唯一一个政府宣布无法监测自给自足贝类（如佩顿的孩子们吃的蛤蜊）中毒素的沿海州。政府表示，沿海地区太大了，无法覆盖。北卡罗来纳州有害藻类研究员、国家海洋和大气管理局海洋学家史蒂夫·基布勒说，这使得阿拉斯加成为“美国唯一一个仍然有人因有害藻华而死亡的州”。
为了应对这种情况，依赖贝类的土著社区（包括塞尔多维亚）正在努力填补这一安全漏洞。他们正在收集数据，扩大当地专业知识，并组建新兴的监测网络，其中包括来自远方的毒素专家，同时投资于建立在沿海知识和尖端科学基础上的检测方法。他们正在克服地理障碍和后勤挑战，以收集样品并在数千英里的范围内转移样品。他们正在热情地为增加对其传统资源的主权进行辩护。他们的努力正在提高安全性，因为危险正在增加，为社区如何在看似无法逾越的环境威胁面前坚持下去提供了经验教训。
没有安全的海滩
浮游植物，通常被称为藻类，是无数海洋生物（从蛤蜊到须鲸）的主要食物来源。单细胞生物已经进化成种类繁多、颜色和形状各异的生物。在光、热和微量营养素（来自冰川等自然来源以及农业和污水径流）的适当组合下，藻类可能会失控生长，即“藻华”。一些强烈的藻华会将海洋染成漩涡状的蓝色、红褐色或从太空可见的“赤潮”——微观生命在宏观尺度上的迷幻水彩画。当条件不再适宜时，藻类会产生种子或孢囊，这些孢囊会沉入海底并休眠，直到条件允许它们发芽。
NOAA 卡西茨纳湾实验室的特林吉特族科学家多米尼克·洪多雷罗在水中撇取微小生物（上图）。在实验室里，他检查装有玉筋鱼和太平洋鳕鱼的水箱，以分析有毒藻华中产生的毒药（下图）。图片来源：Kiliii Yuyan
在已知的约 5000 种藻类中，只有约 250 种会产生毒素或形成令人窒息的生物质垫，这些特性区分了“有害”藻华和无害藻华。在过去的三十年里，已经记录了近 10,000 起 HAB 事件，在世界某些地区激增，而在另一些地区则下降。自 20 世纪 80 年代以来，来自这些藻华的海洋毒素已经使成千上万人中毒，并在全球范围内造成数百人死亡，其中菲律宾的死亡人数最多。
在俄罗斯堪察加半岛海岸线上，在阿拉斯加对面的白令海，2020 年的藻华消灭了估计 95% 的海洋物种，包括鱼类、章鱼、海星和海胆。据称，这是十几名冲浪者出现呕吐、发烧和角膜灼伤的原因。在美国，有害藻类对渔业和旅游业的破坏已造成近 10 亿美元的经济损失，据 NOAA 称，其中包括最近佛罗里达州墨西哥湾沿岸的卡伦藻赤潮，该赤潮杀死了数千条鱼，并在其海岸上留下了数十只腐烂的海牛。
即使在藻华消退后，威胁仍然可能持续存在。2021 年 10 月的一项研究宣布，在楚科奇海地区的海底发现了世界上最大的、最集中的亚历山大藻孢囊床。由于历史上寒冷的海水而保持休眠状态，这些孢囊已经休眠了长达一个世纪，随着太平洋洋流将藻类向北带向北极而积累。然而，随着太平洋和北极水域变暖，楚科奇海的海底也变暖了，其中部分地区现在的温度正在达到可以显着加速孢囊发芽的温度。“更多的这些孢囊将要发芽”，并将威胁包括阿拉斯加在内的太平洋北极海岸线，伍兹霍尔海洋研究所的资深科学家唐纳德·M·安德森说，他领导了这项工作，并研究 HAB 已超过 40 年。
潜在的致命藻类正在稳步向北漂移，沿着阿拉斯加基本上未受监测的海岸线漂移，只有少数像佩顿这样的无名哨兵挡住了它的去路。虽然关于 HAB 的媒体报道通常侧重于美国西部、东部和墨西哥湾沿岸地区的问题，但 NOAA 的基布勒说，藻华最严重的州是阿拉斯加。
州政府解释说，无法检测供当地食用的贝类的原因是规模问题：阿拉斯加的海岸线比美国其他所有州的海岸线加起来还要长。在我飞越塞尔多维亚上空时，我被一系列令人惊叹的灰棕色海湾、峡湾和海湾所震撼，这些海湾构成了一条不规则的、精细的海岸线，在广阔的海洋中无休止地蜿蜒。即使是倡导全州检测的科学家和居民也经常承认，在其他州有效的计划在这里根本不可行。漂浮的海洋传感器将难以覆盖足够的区域。将冷藏样品从偏远社区运送到中心实验室既复杂、缓慢又不可靠。而且，双壳贝类中的毒性水平可能差异很大，即使是在同一海滩上相隔几英尺收获的贝类之间也是如此。更复杂的是，不同物种保留有毒化学物质的时间差异很大。个大味美的黄油蛤蜊可以将毒素保留数年。蓝贻贝可以在一周内从致命变为安全，然后再变回致命。
阿拉斯加州立法机构长期以来一直补贴该州利润丰厚的商业牡蛎和象拔蚌产业的检测，但它不资助自给自足捕捞者的贝类检测，每次检测的费用约为 125 美元。州政府检测的周转时间为一到两周——对于可以安全储存贝类的水产养殖场来说还可以接受，但对于个人来说，这种延迟是站不住脚的。如果长时间留在潮汐水域中，干净的贝类可能会摄入新的毒素，而堆放在桶中的收获蛤蜊会变质。阿拉斯加政府长期以来的立场是，根本没有安全的自给自足贝类。
来自塞尔多维亚的冷冻三趾鸥、贻贝和鲱鱼准备运往安克雷奇和西雅图的实验室（上图）。鲍鱼是传统的潮间带主食，在阿留蒂克海洋骄傲研究所饲养，用于研究自给自足食物（中图）。该研究所还种植不同的藻类来喂养在那里饲养的贝类（下图）。图片来源：Kiliii Yuyan
DIY 检测
阿留申普里比洛夫群岛协会社区环境与安全经理凯伦·普列特尼科夫说，州政府的立场是不可接受的，该协会致力于促进乌南加克斯人的自给自足和独立。她说，挖蛤蜊是社会经济和饮食的必需品。普列特尼科夫说，失去这些食物将尤其痛苦，“因为与许多其他失去的资源不同，这些资源仍然在我们眼前。当潮水退去时，你可以看到小洞，你知道[贝类]在那里，而且它们很美味，但它们很可能是有毒的。”
塞尔多维亚人也认为州政府的立场不够好，他们投入了时间和资源“努力确保我们小时候拥有的东西能够为我们的孩子和孙子们保留下来，”佩顿的叔叔迈克尔·奥普海姆说。作为塞尔多维亚村庄部落环境工作的负责人，他也是佩顿的老板。
奥普海姆穿着皮背心和图案衬衫，站在我右边一片沙质潮汐海滩上，那是他家传统的挖掘地点之一，凝视着远处的山脉。他于 20 世纪 70 年代在塞尔多维亚长大，当他告诉我他过去是如何与姐姐争抢第一个吃黄油蛤蜊肉质“纽扣”或闭壳肌时，以及他们的父亲如何快速地剥开它们时，他咯咯地笑了。一家人用桶装挖掘双壳贝类，用他们的机动金属小艇到达最丰富的海滩。今天，奥普海姆一直担心一个有毒的蛤蜊可能会杀死家人或朋友。
几年前，奥普海姆加入了阿拉斯加有害藻华网络，该网络由研究人员、部落专家和政府工作人员于 2017 年成立，他们对 HAB 威胁缺乏明确性感到沮丧。他的部落批准了资金，将他们的城镇建立为监测中心，他和佩顿将从那里收集样本和数据，并将它们发送给任何愿意合作的研究人员。
其中一位同胞是布鲁斯·赖特，他是一位海洋研究员，曾任州科学顾问，现在为克尼克部落工作，距离阿拉斯加最大的城市安克雷奇约 45 分钟车程。三十多年前，赖特开始与阿拉斯加鱼类和野生动物部一起检测贝类。大约在那个时候，海鸟和一种被称为玉筋鱼的小型觅食鱼的大量死亡引起了他的兴趣，2005 年，资金终于允许他将检测范围扩大到更广泛的生态系统。今天，这位非土著研究员经常主动在州实验室为偏远社区进行检测，使用克尼克部落的资金来支付费用，并得到部落的祝福。“人们将要吃这些东西，”他说。“我正在寻找他们可以利用这些食物的方法。”
我在安克雷奇环保部的白色走廊里见到了赖特。我们走进州政府资助的实验室，由其主任帕特里斯·麦金尼陪同；它是阿拉斯加州唯一一家获得联邦政府批准检测供人类食用的贝类的机构，它为牡蛎和象拔蚌产业这样做。赖特向一位技术人员打招呼，这位技术人员刚刚给三只小鼠注射了煮熟的牡蛎肉浆，正在等待看它们是否会死亡。有时，在注射后，小鼠会在几秒钟内死亡。这次它们活了下来。
奥普海姆和塞尔多维亚人也招募了其他资深科学家。在网络的一次月度电话会议上，有毒藻类专家凯茜·勒费弗尔（西雅图 NOAA 的研究生物学家）解释了她对毒素如何在北极食物网中移动的多年研究。电话一结束，渴望数据的奥普海姆就给勒费弗尔发了电子邮件，急切地表示愿意向她发送样品，这些样品可能会为他的部落提供一些见解。
如果阿拉斯加土著居民建立的科学网络能够提供快速毒素检测，居民就可以确信他们丰富的收获可以安全食用。图片来源：Kiliii Yuyan
勒费弗尔很好奇想检测鱼类中的毒素，并建议奥普海姆捕捉几十条鲱鱼；最近的鲱鱼大量死亡事件一直无法解释。奥普海姆打电话给他的侄子佩顿，佩顿带着孩子们出去，在自给自足许可证下用网捕捞了一些银色的滤食性鱼类。佩顿将鱼滑入塑料拉链袋中，在他的装满食物的冰箱中冷冻，并通过一个复杂的过程将它们运送给勒费弗尔，这个过程涉及几架不同的飞机和航空公司之间的快递员，奥普海姆后来在一封电子邮件中将其描述为“后勤上的麻烦”。这些鲱鱼仍然放在勒费弗尔的实验室冰箱里，因为新冠疫情已经关闭了她的工作场所。当它重新开放时，她计划将鲱鱼捣碎，离心分离出液体，并检测毒素。
勒费弗尔于 1998 年作为一名研究生进入有害藻类领域。她巧妙地将数百只加州海狮的神秘癫痫发作和死亡与有害硅藻伪菱形藻及其副产品软骨藻酸联系起来。这种酸，被称为失忆性贝类毒素 (ASP)，会导致记忆力丧失、脑损伤，在严重的情况下甚至会导致死亡。与阿拉斯加贝类中发现的 PSP 毒素一样，这种毒药也是无味无味的，并且硅藻不会被烹饪中和。虽然塞尔多维亚人已经发现他们的水域中有硅藻，但他们尚未检测到任何大规模的藻华——但尚未。勒费弗尔担心北部水域变暖。“环境变化如此剧烈，以至于[土著人民]使用了 5000 年的传统知识[无法]让他们为这种快速变化做好准备，”她说。普列特尼科夫同意，但补充说土著知识可以增长和适应。
勒费弗尔说，阿拉斯加州 HAB 网络是一个鼓舞人心的模型——一个由全球互联的专家组成的团体，偏远社区的个人可以亲自与他们互动。然后，居民可以将他们正在学习的东西转化为新的部落教义，这些教义受到气候变化的影响，包括保护自己和其他易受伤害的贝类捕捞者的方法。勒费弗尔说，像勒费弗尔这样的研究人员的动力来自于一种感觉，即使远在千里之外，他们也可以在保护生活在阿拉斯加偏远地区的人民方面发挥作用。
与准官方 HAB 网络相关的土著主导计划正在全州范围内涌现。2016 年，南部的锡特卡阿拉斯加部落建立了自己的贝类毒素检测计划，选择了一种名为 ELISA 的酶基检测方法，该方法用于各种生物测定。在约五年时间里，该计划检测了 1700 个贝类样品，发现贻贝、鸟蛤和蛤蜊越来越超过安全限值。该部落已定期发布关于不要食用当地贝类的警告。
在塞尔多维亚西南部的科迪亚克岛，科迪亚克地区土著协会于 2020 年启动了一项针对自给自足捕捞者的免费“收获和保存”贝类检测计划。它涵盖了将样品运送到锡特卡计划的费用并支付检测费用，并且与捕捞者合作讨论调查结果并提供有关 HAB 毒素风险的资源。
2021 年，位于南部苏厄德的阿留蒂克骄傲海洋研究所（代表七个土著部落）购买了自己的 ELISA 机器，以启动一项针对 PSP 和 ASP 的雄心勃勃的检测计划。最终，实验室工作人员希望每周检测水和蛤蜊肉中的毒素，从而创建该州最大、地域最广泛的监测系统。工作人员还在研究所的网站上建立了一个数据收集门户，该州各地社区的人们可以通过一个简单的在线表格提交采样数据。
尽管做了所有这些工作，但令人满意的解决方案仍然难以捉摸。赖特说，锡特卡部落和阿留蒂克骄傲研究所对贝类进行的检测是一个良好的开端，但他担心可靠性。ELISA 未获得 FDA 批准用于供人类食用的贝类，因为贝类产生的毒素通常是数百种不同化学物质混合在一起的大杂烩，其中一些是 ELISA 机器无法检测到的。美国研究人员多年来一直试图开发一种用于 PSP 的便携式快速检测方法，但其毒素的复杂性阻碍了这些尝试。这就是为什么小鼠试验仍然被广泛使用的原因。
赖特说，只有小鼠试验或州政府运营的昂贵的分子分析工具才能最终确认贝类确实可以安全食用。这两种测试不太可能在部落运营的实验室中很快使用，因为动物试验受到严格监管，而分子测试需要昂贵的设备和经过专门培训的技术人员。
阿留蒂克骄傲研究所所长杰夫·赫特里克认为，问题仅仅是州政府缺乏资金和意愿，而不是技术复杂性。“我们已经有人登上月球了。我们即将登陆火星，”他坐在苏厄德的办公桌后摇着头对我说。“而我们还在给小鼠注射毒素？”
自决
尽管如此，临时网络仍在继续。八月底，就在我乘飞机离开塞尔多维亚后不久，奥普海姆接到一个手机电话，说有一只三趾鸥在岸边奄奄一息。当他开车赶到现场时，这只鸟已经呼吸困难了。奥普海姆轻轻地将海鸥移到当地一家犬舍，海鸥很快就死了。他冷冻了这只鸟，并迅速给赖特发了电子邮件：他可以检测这只海鸥是否有毒藻类吗？可以，赖特回复道。
但是如何将这只鸟送到 120 英里外的赖特手中呢？一个月后，被指派报道这个故事的摄影师 Kiliii Yuyan 发现自己被拉来从塞尔多维亚运送海鸥尸体和蓝贻贝到安克雷奇，因为他无论如何都要在那里乘坐渡轮和开车。Yuyan 说，奥普海姆将这只冷冻的鸟放在托盘上，然后将其放在泡沫塑料冷却器内冰上包装，摸起来柔软而凉爽，非常原始，看起来就像刚死的一样。Yuyan 一天后到达赖特那里，就在赖特正在溪边钓鲑鱼作为样品的地方附近。他将货物交给赖特，赖特将这只鸟、贻贝和一条银鲑的内脏带到州实验室进行检测。
奥普海姆说，如果贝类捕捞者、部落领导人和乐于助人的科学家所表现出的聪明才智为管理阿拉斯加漫长海岸线上的毒素提供了一些希望，那么也许这种威胁可以在世界任何地方得到处理。自给自足捕捞者真正需要的是更多数据——他们信任、拥有和管理的数据，这将有助于部落控制其食物供应的未来。“土著人民一直是陆地、海洋和空气的管理者，世世代代都是如此，”奥普海姆说。“我们只是想确保我们的社区成员是安全的。”他希望在州政府和联邦政府提供更多设备和人员资金的情况下，建立部落自己的实验室，这将使部落能够在自己的海岸上分析样品。
随着秋季黑暗、短暂的日子降临阿拉斯加锯齿状的景观，赖特的实验室结果传回了塞尔多维亚。海鸥和贻贝的毒藻检测结果较低，但鲑鱼肝脏的检测结果很高。与此同时，赖特收到了一封来自俄罗斯科学院副院长的电子邮件。在过去的二十年里，她和她的同事们在符拉迪沃斯托克附近的海水中只发现了每升几百个有毒藻类，但最近他们检测到惊人的 20 万个亚历山大藻细胞。她写道，该国那部分的藻类正在大量生长。赖特是否愿意合作？当然，他回复道。现在有很多人在关注。
本报道由环境记者协会环境新闻基金资助。