伊利湖有毒藻華的幕後黑手：深度解析

「了解哪種生物產生毒素的主要優勢在於，它可以幫助我們了解導致毒素產生的條件，也就是哪些條件使這些生物成功。」——密西根大學教授 Gregory Dick

伊利湖是重要的娛樂和飲用水資源，但正面臨著反覆出現的威脅：有害藻華（HABs）。這些藻華由藍藻（藍綠藻）推動，會釋放強效毒素，危及野生動物和人類健康。密西根大學最近的研究指出，一種特定的藍藻物種 Dolichospermum 是這些毒素的主要生產者，為藻華動態和潛在的管理策略提供了新的見解。本文深入探討了這項開創性的研究，探討了鑑定過程、影響毒素產生的環境因素，以及對伊利湖健康的長期影響。

Dolichospermum 的鑑定：主要的毒素生產者

研究人員已確定 Dolichospermum 是伊利湖有害藻華中包括石房蛤毒素在內的重要毒素來源。這項發現對於有針對性的監測和減輕工作至關重要。

過去的研究已經確定了伊利湖中存在微囊藻毒素和石房蛤毒素等毒素，但負責的特定生物在很大程度上仍然未知。2014 年托萊多水危機是由微囊藻毒素污染引發的，突顯了了解這些毒素來源的迫切需要。密西根大學的研究團隊迎難而上，利用先進的技術揭示了 Dolichospermum 在毒素產生中的核心作用。這項發現不僅僅是科學上的突破，更是為未來的預防和控制工作提供了明確的方向。

先進的 DNA 序列技術：追蹤毒素來源

研究團隊採用「散彈槍」DNA 序列分析水樣，使他們能夠重建 Dolichospermum 的完整基因組，並確定負責產生石房蛤毒素的基因。這種方法為識別複雜環境樣本中的產毒生物提供了一種強大的工具。

傳統的鑑定產毒生物的方法通常依賴於培養，這可能既耗時又無法準確地代表湖泊中的微生物群落。「散彈槍」序列提供了更全面、更快速的方法。想像一下，過去科學家們需要像拼圖一樣，一塊一塊地拼湊出毒素來源的全貌，而現在，透過先進的DNA序列技術，他們可以更快速、更精準地找到關鍵的毒素製造者，進而針對性地解決問題。

並非所有 Dolichospermum 菌株都會產生石房蛤毒素

該研究顯示，只有某些 Dolichospermum 菌株具有產生石房蛤毒素的遺傳能力，這表明環境因素在觸發該物種內毒素的產生中起著至關重要的作用。

這個發現相當重要，它告訴我們不能將所有的 Dolichospermum 都視為有害生物。只有攜帶特定基因的菌株才會產生毒素，這意味著我們需要更精細的監測手段，才能準確判斷潛在的風險。如同並非所有的蘑菇都是有毒的，我們需要區分 Dolichospermum 家族中的好壞成員。

溫度：關鍵的環境驅動因素

研究表明，水溫升高與 Dolichospermum 中石房蛤毒素相關基因的含量呈正相關。這一發現引起了人們對氣候變化對伊利湖有毒藻華的頻率和強度的潛在影響的擔憂。

「隨著湖泊的變暖，一個大問題是，這將如何改變生物群落，包括有害的藍藻藻華？」——密西根大學 CIGLR 的科學家 Paul Den Uyl

伊利湖由於氣候變化，水溫一直在升高，這可能會為 Dolichospermum 及其毒素的產生創造更有利的條件。這如同給了 Dolichospermum 一個溫床，讓它們更容易繁殖並產生毒素。氣候變遷不僅僅是氣溫的升高，它更是一個複雜的環境變遷過程，正在默默地影響著伊利湖的生態系統。

Dolichospermum 的氮吸收「超能力」

研究表明，Dolichospermum 具有利用雙氮（一種豐富的大氣氣體）作為氮源的能力。這種獨特的能力使其在養分有限的條件下具有競爭優勢。

「以雙氮氣體的形式獲得它是某種超能力。沒有多少生物可以做到這一點，這使得它們在這些條件下更具競爭力。」——Gregory Dick 強調說

這種「超能力」讓 Dolichospermum 可以在其他生物無法生存的環境中茁壯成長，進一步加劇了其在有害藻華中的優勢地位。這也解釋了為什麼在營養貧瘠的環境中，Dolichospermum 仍然可以大量繁殖，成為有害藻華的主要推手。

銨含量升高可能會抑制毒素的產生

該研究觀察到，與石房蛤毒素相關的基因在銨含量較高的地區較不常見，這表明高銨濃度可能會抑制 Dolichospermum 中毒素的產生。

這個發現為我們提供了一個潛在的控制藻華的思路。如果我們可以透過某種方式提高水中的銨含量，或許就能抑制 Dolichospermum 產生毒素，從而減輕藻華的危害。然而，這需要更深入的研究，以確保這種方法不會對伊利湖的生態系統造成其他負面影響。

長期監測對於了解氣候變遷的影響至關重要

雖然研究人員已經監測了石房蛤毒素的含量九年，但他們強調需要持續的長期監測，以準確評估氣候變化對伊利湖中毒素含量和 Dolichospermum 豐度的影響。

九年的數據僅僅是一個開始，要真正了解氣候變遷對伊利湖的影響，我們需要更長時間、更全面的監測數據。這不僅僅是科學研究，更是對未來的一種投資，讓我們能夠更好地保護這個重要的水資源。我們可以透過學術論文資料庫，搜尋關鍵字”Lake Erie Harmful Algal Blooms”、”Dolichospermum saxitoxin” 等關鍵字，了解更多相關資訊。

結論

密西根大學的研究為理解伊利湖有害藻華的複雜動態提供了關鍵的一步。透過確定 Dolichospermum 是一種主要的毒素生產者，並揭示溫度和養分水平等環境因素的影響，這項研究為更有效的監測、預測和管理策略奠定了基礎。隨著氣候變化繼續影響五大湖，長期監測和進一步研究對於保護伊利湖及其所依賴的社區的健康至關重要。

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University of Michigan. (2025, December 2). New research reveals the hidden
organism behind Lake Erie’s toxic blooms. ScienceDaily. Retrieved December 2,
2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251130205503.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by University of Michigan. Note: Content may be edited for style and length.