邸雅楠貝海尋蹤的“海洋醫生”

黃嬌麗

提起2018年在南海的科考活動，浙江大學海洋學院海洋生物與藥物研究所副教授邸雅楠仍舊很興奮。那是由中科院深海所組織，浙江大學、廣州海洋地質調查局、國家文物局水下遺產保護中心等14家單位共同參與的“探索一號”TS07-02航次，在南海冷泉地質活動區的科學調查活動。當時，邸雅楠隨“深海勇士”號下潛，下潛深度達1165米，水下工作6.5小時，實地觀察到冷泉區生機勃勃的神秘海底世界。

深海下潛，對所有科學家來說都是非常寶貴的機會，6個多小時的夜潛（凌晨入水），邸雅楠卻覺得轉瞬即逝。“我下去的時候，天是黑的，海也是黑的，沒有光線明暗的變化，只能看到探照燈光線所及的部分。”那天天氣不錯，下潛非常平穩。因為正好遇上海洋生物的垂直遷徙，邸雅楠在整個下潛過程中，看到了超乎想象的各種類型的生物。而在冷泉區，她更是見到了極其壯觀多樣的生態系統。

“海洋里的生物種類太多了，研究的空間非常大。”那么如何去保護海洋生態多樣性呢？邸雅楠現在所做的事情就是，通過對海洋雙殼類生理、生態研究，典型海洋生物模型的構建，以及海洋生態毒理學的研究，及早發現海洋危機并預警。就像一名“海洋大夫”，貝類是邸雅楠的聽診器。

打造一把“尺子”

當海面爆發赤潮或者出現大面積魚類死亡事件時，人們開始思考海洋是否出現問題，問題的根源在哪里？假設赤潮爆發是一場病疫，海洋則需要一個“診療器”，提早診斷，發現病灶，在病疫爆發前“對癥下藥”。海洋生態毒理學就是進行海洋環境檢測和對海洋生態系統健康評價的一個非常重要的內容。

“整個生態系統是一個有機體，中間的一環變化，整體就會發生改變。從一個小點，傳遞到最后的結果就會是一個放大的過程。所以我們需要關注到海洋生態系統里微小的生物組成，以及微小的生物變化。”研究海洋生態毒理學，邸雅楠希望從中找到一些敏感的生物效應，在它發展的初期就可以檢測環境變化，以控制其進一步發展或者惡化的過程，在問題爆發前及時發現并作出防備，為保護海洋起到警報作用。

然而，生態系統的復雜性導致海洋生態毒理學的研究方法、研究內容很難用一把“尺子”去衡量。由于經濟發展不同步，各個國家對于生態安全或者生態系統的健康評價標準不一。“全球的衡量指標都不一樣怎么辦？這時候我們需要有一個簡單的分類標準，一個規范化的體系。”

邸雅楠從攻讀博士開始就把關注點放在海洋雙殼類，即海洋貝類上，目標就是打造這樣一把“尺子”。

“貝類分布廣泛，幾乎在全球海域都可找到，其濾食性、附著性使它在當地生活環境改變的情況下，自身也會發生改變，所以它可以作為一種環境的指示生物。”邸雅楠說，從貝類的生物體內找到各種不同類型的生物指標，通過檢測這些生物指標的變化，以及指標變化背后的機理，能夠解釋當地的環境發生了什么變化，可能會有什么影響，可以指示海域的環境健康水平是怎樣的，達到最后預警的功能。

浙江大學海洋學院位于浙江舟山，除了對學生進行各種生物采集方法、分類鑒定的實踐指導，邸雅楠自己每年會有3至4次的近岸出海，針對不同季節的貝類，進行個體采集以及所在的生態環境的采集。

“我希望把海洋貝類作為一個能夠去衡量不同類型生態系統或者生態環境變化的一種模式生物。”據介紹，其實海洋貝類作為海洋環境監測物種在全球早已被廣泛應用，比如貽貝作為一種指示生物，是一個全球比較認可、個體模式比較成熟的模式生物。大概在上世紀五十年代，全球就有“貽貝監測計劃”。

目前，邸雅楠的實驗室已經建立了貽貝的不同的生物級別以及各種不同的生物指標，他們把這些生物指標進行有機的結合，針對環境中不同的壓力進行組合來研究它的響應過程及變化機制，并把這些信息推廣到不同的生物種，實現預警的目的。

構建一個模型

構建生物模型是打造“標尺”的一種有效手段。邸雅楠認為以海洋生物為模型，可以把它建成丈量全球海洋生態變化的一種工具，從而了解破壞海洋生態多樣性的因素，甚至可以指示高等生物以及整個自然界生物環境的變化過程中所面臨的風險。

“生物模型和一般概念上的模型有差別，它其實是對本身具有一定代表性的生物的研究。分布廣、價格低、生物指標穩定、研究深度有基礎數據、具有認可度等是對生物模型的基本要求。”海洋里的生物模型目前最常用的以貽貝、牡蠣、青鳉魚這3類為主。

以貽貝為例。貽貝已經具備生物模型的基本要素，但其中哪些具體生物指標能夠作為檢測的指標，需要實驗的驗證和優化，即針對不同環境因素變化的“靶向”反應指標需要進行深入研究。除了構建個體生物模型，從貽貝個體中分離細胞進行后續培養檢測，還可以建立體外研究的細胞體系，從而避免海洋生物的個體研究。

“當前有很多先進技術，如測序技術、組學技術，為模型技術提供了很好的技術基礎，但這些技術存在成本過高的缺點。”為了使其應用性更廣，在開發生物模型檢測技術的時候需要綜合考慮，最后建立指標。

“海洋生物的種類很多，貽貝作為一種生物模型有其自身優勢，但不能同時代表所有生物類型的變化。”邸雅楠和她的團隊目前已經發表的一些文章，針對環境中的重金屬、有機物，建立了一個4級（分子水平、細胞水平、組織水平、個體水平）的生物水平的檢測指標，通過這個不同級別之間相互關聯的檢測指標，能夠說明重金屬、有機物對它產生了什么樣的、何種級別的影響。此外，他們正在嘗試對環境中的一種新型污染物一一微塑料，進行一個檢測指標的整合。

未知數就代表著可能性

在冷泉和熱液系統，無一例外有海洋貝類的存在。邸雅楠在南海冷泉地質活動區的科學調查活動中，主要工作是研究極端環境下海洋貝類與近海常見的海洋貝類的生理狀態有何不同。

碳酸巖石上，一簇簇的貽貝，絲線連接彼此，白成一片。貽貝又像森林一樣，上面布滿密密麻麻不同的生物。根據冷泉噴口從近到遠，生物多樣性和生物量慢慢地變化，追尋著營養物質營造了一個生態系統。

“對這類極端條件的研究，是為了幫助我們解釋生物體生存、適應的過程。我們通常認為萬物生長靠太陽，有了陽光植物可以合成各種有機物質，然后就有了食物鏈的各種傳遞。冷泉熱液物質在海底沒有光照，卻有很豐富的生態系統，這就打破了大家認識的一個局限。”邸雅楠表示，海洋中的不可控因素太多了，時刻充滿未知數，而每種未知數就代表著一種可能性。

“當潛器浮出海面的那瞬間，陽光從懸窗照進來，喜悅感像海水一樣包圍著我。”邸雅楠說，就像完成了人生中一個很大的使命，新征程也在同一瞬間開啟。調查結束后，邸雅楠對下潛后采集的樣品做了初步分析，發現深海貝類和淺海貝類在生理組織結構以及各種生理指標上存在不同，造成其差別的原因、這個差別對環境的貢獻能力有多大，還要進一步研究。

“我們對海洋的認知仍舊停留在表面。我希望未來繼續專注于這個研究領域，我們構建的生物模型能夠被該領域的人員應用于他們的科研中。”

責任編輯 王碧清