海洋生物的溫床海草，被發現還可以抵抗疾病

除了南極洲，每個大洲都被大片海草環繞，這種水下草原的總面積大約相當於一個加利福尼亞。

作為地球上面臨嚴重威脅的生態系統之一，海草草甸對海洋的健康具有重要作用。海草可以為重要的魚類物種提供避難所，濾除海水中的污染物，鎖住能夠使大氣升溫的大量碳元素。

實際上，海草還可以抵抗疾病。一個科學家團隊周二報告說，海草可以清除海洋中威脅人類和珊瑚礁的病原體。（當科學家潛入沒有海草的水域考察珊瑚礁時，他們患上了痢疾，因此才有以上推斷。）

不過這些海草草甸正在迅速消失，每 30 分鐘失去的面積相當於一個足球場。康奈爾大學博士後研究員喬利·B·拉姆（Joleah B.Lamb）是這項研究的首席作者，她表示，她希望這項研究有助於引起公眾對於海草危急狀況的關注。

「我們將海草稱為海洋生物『醜陋的繼子』。同珊瑚和紅樹林相比，海草並沒有得到太多的關注，」拉姆博士說。

海草最初誕生於幾千萬年前，當時一些開花植物從陸地進入了海洋。它們仍然會長出花朵、花粉和種子，但它們要在水下完成這些任務。它們進化出了一種強大的光合作用形式，這使它們能夠在 50 多米深的微光環境中生存。

它們腳下的沉積物中含有致命的硫化氫。這些植物會將光合作用釋放出的一部分氧氣輸送到根部，以抵抗硫化氫的毒性。

通過這些適應性的改變，海草草甸的肥沃程度比如今人工施肥的玉米地還要高。當遍布整個地球時，它們就改變了海床、構建了土壤、支持了全新的生態系統。海牛和幼魚等動物也開始在其中棲身。

康奈爾大學海洋生物學家 C·德魯·哈維爾（C. Drew Harvell）是這項研究的資深作者，她表示：「虎鯨是旅遊業的一大亮點，但人們可能沒有意識到，海草床是一些魚類幼時的重要生存地點，這些魚類被三文魚捕食，而三文魚又是虎鯨的食物。」

人類也在依賴海草的這項功能。商業漁場收穫的許多物種在海草草甸中長大。沒有海草，漁夫的收穫和收入將會大大減少。

2014 年，劍橋大學研究人員考察了澳大利亞南部的海草草甸，以估計它們對漁業的價值。研究的結論是，每 0.4 公頃海草每年可以為漁業增加大約8.7萬美元收入。

一群梅鯛游過印度洋的海草。圖片版權：Reinhard Dirscherl/UllsteinBild，Getty Images

海草還可以吸收水中的肥料殘餘和其他污染物，將它們安全地鎖定在草甸土壤中。科學家估計，每 0.4 公頃海草每年的過濾價值超過 1.1 萬美元。

這些功能足以使海草草甸成為地球上最具經濟價值的生態系統之一。不過，哈維爾博士、拉姆博士及其同事如今又發現了海草可能為人類帶來的另一個好處：清除病原體。

這項發表在《科學》期刊上的研究始於印度尼西亞的一次水肺潛水旅行。當時，科學家們正在檢查感染細菌和真菌的珊瑚礁，因為一些珊瑚的患病率正在上升。

「當四天的工作結束時，我們都患上了阿米巴痢疾。一位科學家得了傷寒，我們不得不乘船帶她離開，」哈維爾博士回憶道。

這次經歷使哈維爾博士意識到，他們患上的疾病也許和珊瑚存在某種聯繫。「我開始思考人類健康、環境健康以及二者之間的聯繫，」哈維爾說。

在她和拉姆博士討論這個想法以後，拉姆博士開始了調查。

海草草甸可以釋放大量氧氣，使周圍的水域泛起像香檳一樣的泡沫。拉姆博士意識到，這些氧氣也許可以殺死病原體。海草上還長有真菌；我們知道，真菌可以生成殺死細菌的化合物。

拉姆博士及其同事決定對印度尼西亞四個島嶼周圍有水草和沒有水草的區域進行研究。他們設計出了兩種尋找病原體的策略。

在一項研究中，他們將收集到的海水放在皮氏培養皿中，以檢查樣本中能否生成致病腸球菌的菌群。他們發現，來自海草草甸的海水中的細菌濃度是其他地區海水細菌濃度的三分之一。

在第二項研究中，科學家採集了海水中漂浮的DNA片斷。通過檢查這些序列，他們發現了 18 種致病細菌。這些DNA在海草草甸地區海水中的濃度是其他地區的一半。

接著，科學家將注意力轉向了島嶼周圍的珊瑚礁。他們發現，靠近海草的珊瑚發病率是遠離海草的珊瑚發病率的一半。

德國GEOMAR 亥姆霍茲海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research）的海洋生物學家托爾斯滕·B·羅伊施（Thorsten B. Reusch）沒有參與這項研究，他認為這項研究「非常迷人，極具創新性。」他還警告說，「海草消除病原體的具體機制仍然有待研究。」

印度尼西亞斯珀蒙德群島一個村莊前面包含不同物種的巨大海草草甸。圖片版權：JoleahLamb

拉姆博士及其同事目前正在尋找這種機制，試圖確定海草抗菌能力的具體價值。「它們的價值可能會是一個很大的數字，」拉姆博士說。

弗吉尼亞海洋科學研究所的海草專家羅伯特·J·奧思（Robert J. Orth）沒有參與此項研究。他預測說，該研究將導致世界其他地區對海草草甸進行類似的研究。「人們將會進行思考，」他說。

然而當人們日益認識到海草的重要性時，這種植物卻正在消失。19 世紀以來，全球失去了將近三分之一的海草草甸。一些研究指出，海草目前的消失速度正在加快。

上周，奧思博士及其同事在《全球變化生物學》期刊上發表了一篇詳細的研究報告，分析了切薩皮克灣海草的消退。他們估計，即使從 1991 年開始計算，這個海灣也已經失去了 29% 的海草草甸。

他們的研究指出了兩個主要的元兇。被侵蝕的泥土隨著河水流入切薩皮克灣，使水體變得更加混濁。這種光線變暗的結果對海草是致命的。

海草也在受到氣候變化的打擊。切薩皮克灣的夏季變得更加溫暖，這使海草通過葉片將大部分氧氣排出體外。由於輸送到根部的氧氣變少，因此沉積物的毒性對它們的生存產生了威脅。

海水的混濁使這個問題變得更加嚴重。由於陽光變少，海草生成的用於保護自身的氧氣也在變少。「這是一種雙重打擊，」奧思博士說。

隨著水下草甸的消失，其經濟價值也在消失。例如，切薩皮克灣的草甸盛產藍蟹。奧思博士及其同事估計，從 1991 年開始，海草的消失使這裡減少了超過 5 億隻幼年藍蟹。

海草草甸可以存儲大量碳元素。它們的土壤不會分解，因為裡面幾乎沒有氧氣。以此估計，全球的海草草甸土壤積累了九十億噸碳元素。

隨著海草草甸的消失，這些碳元素正在被重新釋放到海洋中，其中一部分可能會進入大氣，成為吸收熱量的二氧化碳。

儘管情況變得非常嚴重，但我們仍然有理由保持樂觀。近年來，奧思博士及其同事就成功恢復了弗吉尼亞海岸的海草草甸。

「1997 年這裡沒有一棵草，現在我們已經有了 2509 公頃的海草，」奧思博士說。

翻譯熊貓譯社 劉清山

題圖來自Wikimedia Commons

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