Red Tides
很多人常將赤潮 (紅潮)(red tides) 誤以為是由紅藻 (Rhodophyta) 所造成的,這是完全不正確的;另有人把一些會呈紅色水華 (blooming) 的藍綠藻 (blue-green algae) 或裸藻 (Euglenophyta) 誤認為是赤潮的主角這也不對。真正造成赤潮的主角是屬於甲藻門 (Pyrrophyta) 的藻類。甲藻又稱為渦鞭毛藻 Dinoflagellates (or Dinophyta),由於它的葉綠體可能來自隱藻類 (Cryptomonad)、 金藻類 (Chrysophyta)或綠藻類 (Chlorophyta) 故其水華呈現的顏色十分豐富,紅、橙、黃、綠、藍、棕均有。因此,赤潮不一定是紅色的,但是赤潮通常就是指由渦鞭毛藻所造成的水華,其他藻類的水華甚少被稱為赤潮(註1)。
當一個水域中藻類大量增生,到達一種極為顯著的現象,即為水華。例如有機廢物造成的優養化,常是水庫、池塘甚至海岸邊的水華形成原因。一般對水產養殖有經驗的人都知道,當養殖池出現水華,即是池水含有大量有機廢物。這時由於藻類大量增生,白天因行光合作用,池中生物尚無大礙,但在晚上因行呼吸作用,造成水中含氧急速下降,池中的魚貝類因此窒息大量死亡,然後腐敗的屍體,伴隨大量死亡的藻類浮於水表,這時即是所謂的泛池!
渦鞭毛藻的水華-赤潮-是如何形成的?通常造成赤潮和其發生當地的環境有十分密切的關係,也常因此造成赤潮形成原因眾說紛紜,但其可總括為以下五個型式,每個型式環環相扣缺一不可。
1、休眠孢子之存在及萌發:如果海域中沒有”種”存在,其他因素再配合得好也無濟於事。
2、藻細胞經由無性生殖而大量增生。(環境良好時行無性生殖)。
3、因為藻類本身呈正趨光性,故向水表層聚集。
4、由於向陸上的風及潮水的推擠,使藻類更加的濃縮聚集。
5、因環境轉劣,藻類大量死亡,部份存活的藻類進行有性生殖,形成休眠孢子而沉降至水底層。
其中,1、2項必須由陸上河流帶來豐富含鐵之腐質酸(鐵為渦鞭毛藻之必須微量元素)以及海中湧昇流(upwelling)帶來大量營養鹽,才能促使孢子萌發,並進而大量無性生殖(細胞直接二分裂)。
而3、4項必須有良好的氣候配合,需有陽光使其趨光,並配合向陸上吹的風才能使其聚集形成赤潮。
第5項因藻類被濃縮聚集於水表層,很快地表層水營養鹽耗盡。加上因光線無法穿透表層,造成位於較下面的藻類無法行光合作用。因此,整個藻類族群突然崩潰腐敗,使得這個水域環境轉劣,這時少數存活的藻類則進行有性生殖,(vegetative cells –> gametes –> fusion –> zygotes =cysts)而沉降於水底層。
綜合以上,要形成赤潮必須〝天時地利人和〞才能發生。因為在赤潮形成前幾天必須有陸上的降雨,然後經由河流將含鐵的腐質酸(humic acid)帶入河口,其次在赤潮初形成時,要有充分陽光並有向陸上吹的風,而且海況亦須配合適度的潮水及有湧昇流。而潮水及湧昇流又和潮汐及季節相關。因此,赤潮常在春夏交接之間,於大雨過後,天氣放晴時出現於河口海域,是有以上脈絡可尋的。
經由以上的說明赤潮也就不那麼神秘了。現在較令人關心的是赤潮是否有毒?由於赤潮是由渦鞭毛藻所形成的,因此也就是說渦鞭毛藻是否有毒。
事實上只有少數渦鞭毛藻有毒(僅約有20種有毒),也就是說並不是所有的渦鞭毛藻均有毒。通常赤潮所造成的魚貝類的死亡均是由於赤潮在崩潰時因腐敗作用(細菌分解作用吸收了大量氧氣),造成海中生物大量窒息死亡。
渦鞭毛藻之毒如下表:
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其中PSP(痲痺性貝毒)會造成人類呼吸系統之潰敗,為一種能致人於死的毒。因此當由原膝溝藻屬的渦鞭毛藻形成赤潮時,整個海域必須儘快關閉,並且制止人們在有赤潮的海域進行任何漁撈行為。
通常有毒的渦鞭毛藻中,以年輕的比年老的細胞毒,休眠的比浮游的毒。因此,底棲性貝類因其濾食性,常會累積大量剛萌發的年輕渦鞭毛藻或休眠孢子於其體內,如再經過人類撈捕而食之,其必然會發生中毒事件!另外造成痢疾性貝毒的鰭藻屬,其通常不形成赤潮,且少數幾個細胞即可以造成毒性的產生,並且此種毒素煮沸亦無法破壞之,雖然有毒渦鞭毛藻不多,但其毒性十分可怕,因此不可等閒視之。
如先前所述,赤潮需要在各項條件配合之下才會發生。然而在這裡必須強調的是,人類經由貝類而中藻毒,並不一定要有赤潮發生才會有。因此,建議政府應及早建立一套藻毒監視系統,對某海域(特別是養殖專區)有異常之有毒藻(註2)發生時,能事先提出警告,以避免中毒事件之發生。
註1:Sze, P. 1997. Chapter 5: Dinoflagellate ecology. In: A biology of the algae. p.140.
Cooper, V. C.1996. Chapter 14: Red tides and harmful microalgae. In: Microalgae. pp.127-135.
Bold, H. C. and Wynne, M.J.1985.Chapter 8: Red tides and toxins. In: Introduction to the algae. pp. 492-495.
註2:其它有毒藻類,例如某些矽藻及藍綠藻等。(回到首頁)
海 洋 出 現 有 害 的 海 藻 盛 放 - 紅 潮
Harmful algae bloom or red tide in oceans
九 八 年 五 月 May 1998
有 害 的 海 藻 在 海 洋 盛 放 (Harmful Algae Bloom , 或 簡 稱 HAB) , 做 成 了 紅 潮 (red tide) 或 黃 潮 (brown tide) , 這 些 海 藻 包 含 了 很 多 种 類 的 生 物 和 藻 細 胞 (algae cells) , 由 微 小 的 鞭 毛 虫 (Microflagellates) , 以 至 原 始 的 青 藍 色 海 藻 - 「 氰 菌 」 (Cyanobacteria) 。 它 們 把 海 水 中 的 氧 气 (oxygen) 吸 收 , 令 海 魚 缺 乏 氧 气 而 大 量 死 亡 。 有 些 海 藻 甚 至 能 產 生 毒 素 (toxins) , 例 如 : "Gymnodinium breve" 便 是 一 种 在 墨 西 哥 灣 (Gulf of Mexico) 常 見 的 毒 素 。 貝 殼 類 海 產 (shellfish) 會 吸 收 了 這 些 毒 素 貯 藏 在 它 們 的 体 內 , 人 們 吃 後 便 會 中 毒 或 生 病 。
由 毒 素 引 起 最 常 見 的 疾 病 是 腸 胃 不 适 (Gastrointestinal stress) , 使 人 嘔 吐 (vomiting) 、 腹 瀉 (diarrhea) , 還 會 產 生 舌 頭 和 嘴 唇 麻 木 (numb) 的 感 覺 。 有 些 毒 素 甚 至 會 使 人 有 短 暫 的 失 憶 (short-term memory loss) , 血 壓 不 規 則 (blood pressure anomalies) 和 頭 痛 (headaches) 等 。
除 了 使 魚 類 死 亡 , 魚 獲 受 到 影 響 和 使 人 類 受 害 之 外 , 紅 潮 還 會 把 原 產 的 藻 類 排 擠 (supplant) , 扰 亂 整 個 海 區 的 食 物 网 (food web) 和 生 態 系 統 (ecosystem) 。 雀 鳥 和 海 洋 哺 乳 動 物 , 如 鯨 魚 (whales) 和 海 牛 (manatees) , 常 常 都 會 成 為 犧 牲 者 (victims) 。
紅 潮 的 成 因 是 什 麼 , 科 學 家 們 并 未 能 肯 定 , 但 他 們 相 信 這 与 河 流 大 量 排 放 出 來 的 肥 料 、 家 禽 和 豬 廢 料 有 關 。
● 淨化污染水的光合細菌─紅潮 |
隨著海洋及湖沼的優養化進行,在各地常發生紅潮而造成很大的損害。很久以前就發現此種紅潮現象,但由於根本無法預測紅潮發生的地方及時間,故以往只是進行小規模的研究而已。 著者們就由土壤微生物的立場,明瞭紅潮的原因及其發生機制,且關於其對策,建立出明確的方針。
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