海洋生態平衡被破壞,源自維他命?

A+A-

2020 年 1 月上旬,美國加州養魚場 Coleman National Fish Hatchery(Coleman NFH)出現異常情況 ,工作人員注意到在水箱的底部,偶爾有魚苗不尋常地打轉及下沉,當中更有不少處於瀕死狀態。究其原因,似乎與海洋生態正缺乏維他命有關。

養魚場出現異常

孵化場項目負責人 Brett Galyean 形容:「(魚的死亡數量)成千上萬,不曾下降。」孵化場實驗室的生物學家亦無法診斷出問題所在,樣本最終被送到加州大學戴維斯分校進行更多測試。Galyean 回憶道,當時該州其他三文魚孵化場中死亡率亦相繼升高,最終,他與同事在網上找到有關加拿大五大湖(The Great Lakes)的鱒魚及大西洋海岸的三文魚缺乏營養的報告,發現原來數十年前,已有研究指該地區的病魚及瀕死魚,與缺乏硫胺素(Thiamine,即維他命 B1)有關。

基於此項研究,Coleman NFH 的生物學家進行試驗,將約一半魚苗放入混有硫胺素的水中。數小時後,幾乎所有得到治療的魚苗都表現良好,而未經治療的魚苗則仍出現症狀。此後,Coleman NFH 及其他孵化場將硫胺素水做法應用於超過 100 萬條魚苗身上。然而,此法只能在短期內起作用,因為魚類主要透過食物獲得硫胺素,而雌魚則將營養物質傳遞予魚卵。魚類缺乏相關營養,其實代表在魚類游進淡水產卵前覓食的地方 —— 太平洋生境,已出現異常。

物種正缺乏維他命 B1

硫胺素缺乏症正在全球海洋生態系統中廣泛流傳,導致鳥類、魚類、無脊椎動物甚至哺乳類動物生病及死亡。硫胺素來自於食物網的最低層,特定種類的細菌、浮游生物、植物會吸收自然環境中多種養分,再合成為維他命 B1。而透過食物鏈,地球上的每種動物及植物都吸收得到硫胺素。在動物體內,硫胺素與幾種酶(Enzyme)互為作用,有助細胞內產生能量,從而推動代謝功能。若缺乏硫胺素,細胞水平的功能就會開始失效。受影響的動物會出現行為異常,患上神經系統和生殖系統疾病,嚴重者更會死亡。

1990 年代,加拿大科學家 John Fitzsimons 在安大略省與加拿大漁業及海洋部合作,嘗試了解為何工業污染已減少,水質亦得到改善,但五大湖鱒魚數目仍持續減少。Fitzsimons 對圈養的湖鱒進行研究,觀察到諸如過度興奮、失去平衡等異常症狀,問題最終可歸結為「(缺乏)一系列維他命 B。只有使用硫胺素,才能逆轉這些情況。」該研究最終影響五大湖及北歐其他科學家。往後他們發現北半球數十物種,由海洋生物到鳥類,均出現硫胺素缺乏症,更了解到硫胺素缺乏症除了可以直接令動物死亡外,還可以嚴重影響其耐力、體力、協調及記憶力。

人類活動導致生境變化

目前雖然未能確定造成生態硫胺素不足的原因,但瑞典環境生物化學家 Lennart Balk 認為,人類要為此負責。最近的研究提出,過度捕撈可能會破壞維他命的轉移過程。在波羅的海中,像鱈魚這樣的掠食性魚類減少,或導致食用浮游動物的小魚數目激增。缺乏浮游動物,較大型的動物就不能直接攝取硫胺素。而且,若較大型的動物進食了含硫胺素酶(Thiaminase)的獵物,該酶就會迅速破壞硫胺素,導致捕食者缺乏營養。像 20 世紀初期,灰西鯡(Alewife)進入五大湖地區,取代本地物種,成為湖鱒等本地魚類的主要食物來源。但灰西鯡含有高濃度的硫胺素酶,令體型較大的魚類出現慢性硫胺素缺乏,當地鱒魚數量急劇減少。

在加州沙加緬度河(Sacramento River),由於地表水(Surface Water)溫度改變,令沿海地區可供覓食的物種亦出現變化。當地的帝王鮭(Chinook salmon)原本可以捕食不同小魚種類、磷蝦及魷魚。然而,在 2020 年產卵季節之前的幾個月甚至數年間,帝王鮭幾乎只能進食北部鯷魚(Anchovy)—— 一種富含破壞硫胺素的酶的物種。即使當局已採取改善淡水生境的措施,帝王鮭的數量數十年來仍是一直在下降。

為此,美國國家海洋及大氣管理局(NOAA)漁業生物學家 Rachel Johnson 正進行研究,包括分析成年帝王鮭魚的眼晶狀體。「那就像細塊洋蔥層一樣,記錄鮭魚一生中吃過的東西。」她解釋,目的是要「重建牠們的飲食結構,並看看魚卵中硫胺素濃度低,是否與鯷魚有關。」