漁業科技前沿

新的人工智能技術可以檢測養殖蝦的早期應激癥狀

一組研究人員耗時2年開發出了可以成功檢測和監測蝦的生長、規模、死亡率和攝食壓力的人工智能技術。基于人工智能的計算機視覺系統可以計算蝦的數量并測量他們的長度，準確率高達95%，且可在養殖條件下（即在高密度和渾濁的水中）實時實現。該系統由阿爾弗雷德·韋格納研究所（Alfred Wegener Institute，AWI）亥姆霍茲極地與海洋研究中心的科學家和工程師與蝦類養殖領導者Oceanloop公司合作開發，目的是讓水產養殖企業更好地了解其養殖品種的狀態以及進行環保化養殖。

該項目協調員AWI的STEPHAN ENDE表示，鮭魚的死亡率為13% ～26%，而蝦的死亡率高達50%，遠遠高于其他養殖品種。在線監測使水產養殖公司能夠更快地對養殖品種中的壓力跡象做出反應。原型機于2022年在Oceanloop位于德國基爾的研發養殖場進行了測試。安裝在水面上的現代智能裝置每分鐘自動拍攝一次蝦，并將實時數據傳輸到本地服務器。然后，使用基于計算機的視覺算法計算每張圖像中蝦的數量并測量單個蝦的長度。結果匯總給水產養殖軟件包AquaManager?，從而可以根據實時數據優化生長和飼養模型。此外，研究小組還能從影像上發現蝦的壓力癥狀。

Oceanloop聯合首席執行官BERT WECKER表示，該功能不僅可以用作早期預警系統，還可以確認養殖密度。這項前沿技術能夠更精確地確定每種規格的群體密度，從而提高存活率、生長率和飼料效率。這項新技術的開發是為了滿足歐洲陸基對蝦養殖場的需求，這些養殖場越來越注重提高可持續性和動物福利。這種人工智能技術的發展成為工業化蝦類養殖道路上一個重要里程碑。Oceanloop計劃到2027年，通過建設世界上最大的可持續陸基對蝦養殖場，大幅擴大其在歐洲的產能，預計年產量超過2 000 t。Oceanloop聯合創始人兼聯合首席執行官FABIAN RIEDEL表示，利用實時數據監測蝦的生長和健康狀況，有助于降低水產養殖的風險。同時，它還能促使生物量信息完全透明，優化從養殖、加工到銷售的價值鏈。

楊林林譯自 USA：New artificial intelligence technology can detect early stress symptoms in farmed shrimp，FIS，2023－06－30

食用海參可以預防糖尿病

海參是一種深受亞洲人喜愛的海洋美食。南澳大學的一項新研究表明，海參中含有預防糖尿病的關鍵成分。

研究人員對糙海參（Holothuria scabra）的藥用特性進行了探索，發現用鹽提取物加工的干海參可以抑制一種與糖尿病風險增加相關的化合物，從而降低患糖尿病的可能性。到目前為止，還沒有商業化的藥物可抑制這種稱為晚期糖基化終產物（advanced glycation end products，AGEs）的化合物的形成。當蛋白質或脂肪與血液中的糖結合時，AGEs就形成了。當積累到高水平時，他們會增加糖尿病并發癥的風險，包括心臟病、阿爾茨海默病、帕金森病、腎病和癌癥。

該研究的主要完成人，南澳大學的PERMAL DEO博士表示，了解海參中的生物活性化合物如何抑制AGEs可以幫助預防這些疾病。AGEs的積累與2型糖尿病的并發癥有關，因此，抑制AGEs可能會降低發生糖尿病及其并發癥的風險。藥用植物和食品中具有生物活性的新化合物是預防糖尿病及其并發癥的潛在藥物。眾所周知，海參具有一系列的治療特性，包括抗炎和抗氧化特性，所以科學家們想探索他們的生物活性化合物作為AGEs抑制劑的功效。研究發現，用鹽提取物和膠原蛋白加工的海參干可以通過降低體內一系列糖相關代謝物來顯著抑制AGEs，并降低糖尿病風險。

在澳大利亞，近130萬人患有2型糖尿病。全球約有4.22億人患有糖尿病，每年有150萬人直接死于糖尿病。幾乎60%的2型糖尿病可以通過改變飲食和生活方式來延緩或預防。研究結果提供了有力的證據，表明海參可以開發成為一種功能性食品，幫助預防糖尿病及其并發癥的發作。

楊林林譯自Australia：Sea cucumbers：The marine delicacy that can deter diabetes，Science Daily，2023－06－07

頭足類的馬達蛋白隨著水溫變化而變化

頭足類是海洋動物的一個大家族，包括章魚、烏賊和魷魚。他們生活在海洋中，分布在溫暖的熱帶淺水區到近乎冰冷的深海深處。值得注意的是，加州大學圣地亞哥分校的2位科學家在一項新研究中發現，至少一些頭足類擁有在細胞內重新編碼馬達蛋白以適應不同水溫的能力。

這一研究結果發表在《細胞》（Cell）雜志上，主要完成人KAVITA J.RANGAN博士是資深科學家SAMARA L.RECK-PETERSON博士實驗室的博士后研究員。RECK-PETERSON博士是加州大學圣地亞哥分校醫學院細胞和分子醫學系教授，加州大學圣地亞哥分校細胞和發育生物學教授，也是霍華德休斯醫學研究所研究員。研究描述了乳光槍烏賊（Doryteuthis opalescens）如何利用核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）重新編碼來改變蛋白水平上的氨基酸，從而改善在較冷水域中細胞內執行多種任務的馬達蛋白的功能。

RNA重新編碼允許生物體編輯基因組圖中的遺傳信息，以構建新的蛋白質。這一過程在人類中很少見，但在諸如乳光槍烏賊之類的頭足類動物中很常見。乳光槍烏賊在美國圣地亞哥海岸進行季節性產卵洄游。RANGAN表示，像乳光槍烏賊這樣的頭足類以其龐大的神經系統、身體創新和復雜的行為而聞名。他們廣泛使用RNA重新編碼，這引發了許多關于這一過程如何參與對溫度等環境變化的響應問題。在這項新研究中，RANGAN和RECK-PETERSON觀察了細胞中一對蛋白質的變化，這對蛋白質作為馬達蛋白，沿著被稱為微管的細胞高速公路運輸各種細胞內物質。具體來說，研究人員關注的是一種叫做驅動蛋白（Kinesin）和動力蛋白（Dynein）的分子運動蛋白，他們都是包括神經元在內的所有細胞內運輸的基礎。在人類中，這2個馬達蛋白的突變與神經退行性疾病有關。

RANGAN在斯克里普斯海洋學研究所研究剛孵化的頭足類幼體時發現，當海水溫度較低時，他們體內驅動蛋白的重新編碼會增加。于是，RANGAN 利用重組脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）技術和生物化學技術重構了重新編碼的驅動蛋白。然后，用先進的光學顯微鏡觀察了單個馬達分子的運動，發現重新編碼的驅動蛋白在低溫下運行得更好。RECKPETERSON表示，這項研究表明，乳光槍烏賊可以在游動中調整他們的蛋白質組（生物體的全部蛋白質）以應對海洋溫度的變化。這使得這些依賴外部溫度的海洋變溫動物能夠在廣泛的海洋溫度范圍內生存和繁衍。科學家們還發現，RNA重新編碼在不同組織中有所不同，產生了具有不同運動特性的新的驅動蛋白變體。RECKPETERSON表示，這項工作支持了這樣一種觀點：頭足類動物的重新編碼對于動態調節蛋白質功能以支持生理需求和適應不斷變化的環境條件非常重要。這些動物正在采取一種完全獨特的方法來適應周圍的環境。RANGAN表示，研究結果還表明頭足類的“編輯組”可能是一種有價值的資源。研究人員正在開發一個數據庫來囊括不同海洋溫度下的完整頭足類的“編輯組”。在高度保守的蛋白質中，如驅動蛋白和動力蛋白，頭足類的重新編碼位點可以指向被忽視的殘基。這對理解基本蛋白質功能以及具有特定功能的工程蛋白質具有更廣泛的意義。頭足類動物也許能告訴人類該往哪里看，該做什么改變。

楊林林譯自 USA：When water temperatures change，the molecular motors of cephalopods do too，Science Daily，2023－06－08

漁業管理要適應氣候變化下的海洋

紐芬蘭的北方鱈魚（Northern cod）曾被認為是取之不盡的資源。事實上，該地區的大部分歷史和文化與這種標志性物種聯系在一起。但在20世紀90年代，這里的北方鱈魚數量和其他底棲魚類一起減少了99%以上。除了長期過度捕撈外，還歸因于加拿大大西洋沿岸長達15年的寒冷期生態系統生產力的下降，這造成了鱈魚和其他底棲魚類的食物供應減少。北方鱈魚的銳減導致1992年開始休漁，3萬多紐芬蘭人失業。在接下來的幾年里，鱈魚和其他底棲魚類的恢復速度比預期的要慢得多。與此同時，雪蟹（Snow crab）和北極蝦（Northern shrimp）等無脊椎動物數量爆發。雪蟹和北極蝦的價格飆升，達到了鱈魚價格的10倍。

在優勢物種發生巨大變化的生態系統中管理漁業具有一定的挑戰性，因為目標一直在變動。探索可持續管理這些移動漁業目標的方法時，需要一個靈活且適應性強的管理系統，特別是在氣候變化影響下，全球海洋生態系統正在改變的時期。

紐芬蘭的故事凸顯了漁業科學和管理面臨的挑戰。加拿大漁業和海洋部根據特定魚類種群基線設定漁業捕撈配額，也稱為參考點。參考點是評估魚類種群相對于最佳狀態所處現狀的標準。他們指導制定可持續的捕撈配額限制，設定配額是為了防止過度捕撈。通常，漁業目標旨在使種群生物量，即種群總體規模，保持在未捕撈種群基線的50%左右。一般來說，一個魚群在這個水平上最有生產力。在加拿大的漁業管理機構內，已經采取了“養護參考點”措施。這些養護參考點標志著謹慎水平和臨界水平之間的界限。如果魚類資源低于界限，就有可能對被捕撈種群造成嚴重傷害。養護參考點通常設定在未捕撈生物量基線的20% ～30%。如果生物量低于此界限，明智的做法是關閉漁場，直到其恢復為止。在加拿大，這一決定由漁業和海洋部部長酌情決定。然而，當生態系統隨著時間的推移高度變動時，設定這些參考點具有一定的挑戰性，就像在紐芬蘭看到的那樣。在高度動態的生態系統中，基于過時的生產力格局的參考點是無效的。有時，在新的生產力格局下，未捕撈生物量的初始基線不再能夠實現，而生產力的變化有助于防止魚類資源的崩潰。

在高度動態的生態系統中管理漁業的挑戰有了一個新的解決方案——“動態參考點”。“動態參考點”考慮生態系統和魚類種群生產力的變化，為可持續漁業目標提供信息，并設定限制以避免過度捕撈。“動態參考點”是使漁業管理適應環境變化的一種方法。例如，如果某一魚類種群的產量低于歷史水平，種群規模也較低，則“動態參考點”可以反映這種變化。通過考慮環境和其他物種對魚類種群的影響，這種方法在單個物種的漁業管理和基于生態系統的漁業管理之間架起了一座橋梁。傳統漁業參考點假設環境和生態系統是穩定的。這在某些情況下可能是合理的，但由于氣候變化正在改變物種分布范圍，并造成環境條件的更大變化，確保參考點反映這些變化對于可持續管理漁業很重要。

在漁業管理實踐中采用這種前沿方法并非沒有障礙。根據最新的全球專家調查，只有10%的漁業使用了“動態參考點”。研究發現，制度慣性和關于生態系統或魚類種群生產力變化是否具有持久的不確定性是實施“動態參考點”的主要障礙。管理漁業的政府機構在采用新方法方面可能會行動遲緩，這有利于捕撈業。然而，隨著氣候變化對海洋生態系統及其所支撐的漁業的影響越來越大，“動態參考點”提供了適應這些變化的解決方案。克服實施“動態參考點”的障礙是漁業管理機構是否能夠有效應對高度動態的生態系統。雖然生態系統或魚類種群變化相關的長久不確定性可能永遠無法消除，但實施“動態參考點”可能促進這些變化的早期發現和快速反應。最終，可以幫助防止諸如紐芬蘭北方鱈魚等物種發生毀滅性崩潰。

楊林林譯自 Worldwide： Climate change is transforming our oceans.Can fisheriesmanagement adapt？FIS，2023－07－12

海洋溫度升高增加兼捕鮭魚的風險

一項新的研究表明，在海洋變暖的年份里，太平洋無須鱈（Pacific hake）漁業中大鱗大馬哈魚（Chinook salmon）的副漁獲率會上升，這表明氣候變化和海洋熱浪頻率的增加可能導致副漁獲率上升。在海洋表面溫度較高的年份，包括在海洋熱浪期間，當大鱗大馬哈魚躲避高溫時，更有可能與太平洋無須鱈分布重疊，增加被捕獲的風險。

該研究的主要完成人俄勒岡州立大學博士后MEGAN SABAL表示，基于20年的副漁獲物數據和海洋溫度記錄，為副漁獲背后的生態機制提供了新的見解。副漁獲物是指偶然捕獲的非目標物種。SABAL表示，海洋變暖對副漁獲物的影響具有潛在的文化、經濟和生態后果，因為鱈魚和鮭魚漁業各自價值數百萬美元，鮭魚對本土社群的文化遺產和健康的生態系統都至關重要。

太平洋無須鱈，也被稱為太平洋鱈魚，是美國西海岸最大的商業漁業。俄勒岡州立大學海洋漁業基因組學、保護和行為學教授，該研究的共同作者MICHAEL BANKS表示，雖然鱈魚漁業中鮭魚副漁獲物的比例很低，但仍然是大鱗大麻哈魚種群面臨的一個問題。鱈魚漁業對鮭魚副漁獲物帶來的影響非常敏感，漁民一直在努力減少副漁獲對鱈魚漁業的影響，但氣候變化的影響可能會日益嚴重。這項研究成果近期發表在《魚類和漁業》（Fish and Fisheries）雜志上。

太平洋無須鱈魚群棲息于加利福尼亞南部到阿拉斯加灣西海岸的中層水域。鱈魚通常用于制作魚糜以生產人造蟹肉。研究指出，鱈魚作業大多在200～300 m的深度進行。而大鱗大馬哈魚通常在更淺的水域。如果水溫變化影響鮭魚的分布，可能會增加鮭魚的副漁獲量。美國國家海洋和大氣管理局西北漁業科學中心紐波特研究站的KATE RICHERSON表示，理解環境條件如何影響副漁獲物的機制，可以幫助人們為未來做好準備，并思考如何調整當前的戰略，以跟上不斷變化的世界。為了更好地了解海洋環境變化的影響，研究人員利用了20年來通過NOAA海上鱈魚觀察項目收集的數據。觀察員被安排在鱈魚捕撈船和接收漁獲物的運輸船上，處理和記錄有關捕撈深度和位置、漁獲物組成等信息。SABAL和她的團隊通過模擬觀察數據和遺傳種群識別發現，鮭魚在較高溫度下會移動到更深的水層。這些行為變化可以為研究人員提供重要信息，也可以為新的保護方案提供信息。研究人員還發現，限制夜間作業是一種減少副漁獲物的常見緩解策略，但當海表溫度升高時，這種策略可能會變得不那么有效。研究結果表明，可能需要新的策略繼續減少鱈魚漁業的副漁獲量。隨著海洋和世界的變化，2種漁業之間的沖突正以新的方式出現。不過隨著技術的進步，漁民和漁業管理者能夠根據實時海洋狀況信息預測對副漁獲物的影響，并根據這些情況做出有關捕撈策略的適應性管理決策。

楊林林譯自USA：Warmer ocean temperatures increase risk of salmon bycatch in Pacific hake fishery，FIS，2023－07－17

可生物降解漁具有助于降低幽靈捕撈

新的研究發現，如果要幫助解決幽靈捕撈對環境和經濟的影響，生物可降解漁具的設計需要改進。幽靈捕撈是一個術語，即被遺棄、丟失或以其他方式丟棄的漁具（abandoned，lost，or otherwise discarded fishing gear，ALDFG）繼續捕獲、殺死魚類和其他海洋動物的情況。ALDFG是海洋中塑料廢物的一個重要來源。2018年歐盟委員會估計，歐盟海盆中多達27%的海洋垃圾由ALDFG引起。ALDFG會導致各種環境問題，因為他們在很長一段時間內（可能長達數百年）保持相對不變。ALDFG也有經濟方面的影響。之前的研究表明，海洋垃圾可能增加一艘船每年高達3×104英鎊（約合3.7×104美元，譯者注）的成本。此外，86%的漁民報告說由于海洋垃圾導致漁獲量減少。

生物可降解漁具（biodegradable fishing gear，BFG）通過縮短漁具使用壽命，既可以幫助解決漁具對海洋垃圾的貢獻，也可以減少海洋垃圾對漁業的影響。然而，樸茨茅斯大學的研究人員發現，與現有的漁具相比，使用BFG的漁民，其漁獲量減少的成本不足以抵消BFG防止幽靈捕撈的成本。樸茨茅斯大學藍色治理中心海洋資源經濟學副教授BEN DRAKEFORD博士表示，使用BFG是一個技術問題，而不是經濟問題。BFG難以達到與現有漁具類似的捕撈效率是采用BFG的主要障礙。就使用BFG而言，漁民的大部分成本與投資和維護成本無關，而是捕撈效率降低。研究發現了有關強度和靈活性的問題及其對捕撈效率的影響。這導致漁民對這個概念缺乏信心，或者對BFG持保留態度，因為它在功能和成本方面都不如同類產品。

研究人員對英吉利海峽漁業進行了一項研究，該地區約有274艘10 m及以下的固定漁具船和61艘10m以上的固定漁具船。他們比較了幽靈捕撈和在海峽漁業中使用BFG的直接成本（例如漁具的使用和更換、作業成本和收入）、間接經濟社會成本和效益。他們還與漁業組織、漁業代表、漁業當局和私營企業進行了交談。以此為基礎，他們開發了一個經濟模型，該模型考慮了基于船只大小、BFG成本和捕撈效率的各種情況。他們估計實施BFG的費用高達800×104英鎊（約合982×104美元，譯者注）。然而，如果捕撈效率的問題得到解決（即BFG捕撈效率達到目前漁具的類似水平），那么原本巨大的成本逆差會降低至－88×104～15×104英鎊（約合－108×104～18.4×104美元，譯者注）。考慮到各種各樣的情況，研究人員認為，只要很少的財政激勵就可以輕松解決采用 BFG 的成本問題。DRAKEFORD博士表示，隨著海洋垃圾的持續增加，其累積影響可能導致每增加一塊海洋垃圾，對環境的影響都比以前更大，BFG在可持續漁業中的作用值得進一步關注。考慮到丟失漁具對環境的負面影響，使用BFG相比使用傳統漁具的好處將成倍增長。

楊林林譯自UK：Can using biodegradable fishing gear help reduce the cost of ghost fishing？Science Daily，2023－07－11

海洋熱浪席卷太平洋多種生態系統

不斷上升的海洋溫度正在席卷全球海洋，溫度記錄不斷被打破，給海洋生物造成了不利的環境影響。與陸地上的熱浪不同，海洋突然變暖的周期可以持續數月或數年。在世界各地，這些“海洋熱浪”導致了大量物種死亡和流離失所事件，以及經濟衰退和棲息地喪失。新的研究表明，即使是受保護的海洋區域，也容易受到氣候變化引發的這些極端事件的影響。

加州大學圣巴巴拉分校（University of California-Santa Barbara，UCSB）的研究人員發表在《全球變化生物學》（Global Change Biology）雜志上的一項研究發現，盡管加州的海洋保護區（marine protected areas，MPAs）網絡提供了許多社會和生態效益，但他們對海洋變暖的影響沒有抗性。MPAs是海洋中限制捕撈等人類活動的地點，以養護和保護海洋生態系統、棲息地、物種和文化資源。這項研究是UCSB國家生態分析與綜合中心（National Center for Ecological Analysis＆Synthesis，NCEAS）對加州MPAs網絡進行的10年回顧的一部分。研究發現，海洋熱浪會影響生態群落，無論他們是否受到MPAs的保護。這項研究主要完成人，NCEAS博士后研究員JOSHUA SMITH表示，加州和世界各地的MPAs有很多優點，比如增加魚類數量、生物量和多樣性。但他們從來沒有被設計用來緩沖氣候變化或海洋熱浪的影響。

SMITH 和來自世界各地的參與者都是NCEAS工作組成員，旨在綜合幾十年來加州各種海洋棲息地的長期生態監測數據。該小組由UCSB海洋科學研究所研究員JENN CASELLE和加州州立大學北嶺分校教授，現與非營利組織“海洋愿景”合作的KERRY NICKOLS共同領導。作為全州海洋保護區網絡10年評估的一部分，旨在為加州的政策制定者和自然資源管理者提供可操作的科學結果。他們的分析涵蓋了2014—2016年，從太平洋向加利福尼亞移動的有記錄以來最大的海洋熱浪。其受海洋熱浪和環境的雙重打擊形成了綽號為“Blob”的不尋常的海洋變暖，隨后是一個重大的厄爾尼諾事件，延長了海洋溫度偏高的時間。海洋熱浪覆蓋了從阿拉斯加到巴哈的西海岸，造成了食物網的改變、漁業的崩潰、海洋生物種群的轉移以及其他各種后果。

隨著世界各地的MPAs管理者面臨越來越多的氣候沖擊，MPAs能在多大程度上緩沖這些最壞的事件已經成為一個重要的問題。工作組的科學家們研究了加州保護區的生態群落在經歷了如此嚴重而持久的熱浪之后會發生什么變化：這些群落是否會發生變化，如果會，又是如何變化的；當海洋熱浪消退時，他們是否會“迅速恢復”；MPAs能否保護敏感種群或促進恢復。為了找到問題的答案，他們綜合了十多年來從13個禁捕MPAs收集的數據，這些保護區位于中部海岸的各種生態系統中：巖石潮間帶、海藻森林、淺巖礁和深巖礁。研究小組研究了這些保護區內部和外部的魚類、無脊椎動物和海藻種群在熱浪發生前、發生中和發生后的數據。在全州28個MPAs中，他們還關注了2種棲息地：巖石潮間帶和海藻森林，以評估這些地點是否促進了一種特殊形式的氣候適應能力以維持種群和群落結構。

SMITH現在是蒙特利灣水族館的海洋保護研究員，他表示，用禁捕的MPAs作為對照，看看受保護的生態群落對海洋熱浪的反應是否比開發捕撈的地區更好，結果盡管并非完全出乎意料，但有些發人深省。MPAs并沒有促進跨棲息地或跨群落的抵抗或恢復。CASELLE表示，面對這種前所未有的海洋熱浪，大多數棲息地的群落確實發生了巨大變化。但有一個例外，MPAs內外發生的變化相似。這項研究的創新之處在于，在許多不同的棲息地和分類群體中看到了類似的結果，從深水到淺礁，從魚類到藻類。SMITH認為，這些發現的含義是海洋的每一部分都受到氣候變化的威脅。MPAs在其設計的許多方面都是有效的，但研究結果表明，海洋保護區本身不足以緩沖氣候變化的影響。現在的關鍵問題是未來會發生什么。截止到2020年，在這項研究中所使用的生態群落的數據尚未恢復到熱浪前狀態。根據這項研究，這些生態群落轉向了“冷水物種相對比例的明顯下降和溫水物種的增加”。例如，尖隆頭魚（Oxyjulis californica）豐度的增加，對群落的變化產生了巨大的影響。尖隆頭魚是一種亞熱帶暖水性物種，以前在加利福尼亞中部很少見。這些物種是否能在新的地點生存還有待觀察。

這項研究清楚地說明了對加州MPAs進行長期監測的重要性。CASELLE表示，其中一些時間序列超過了25年，這些數據對于人類理解和應對海洋群落發生的變化至關重要。后續的研究將關注與捕撈區相比，MPAs內未來海洋群落的變化是否會以不同的速度發生，或者在MPAs內是否會向不同的狀態變化。盡管MPAs抵御海洋熱浪的能力有限，但他們確實也帶來了好處，其中最重要的是能夠在不受漁業影響的地區研究氣候變化的復雜影響。作為人類干擾最小的區域，他們受到定期監測，為研究海洋生態系統對變化條件的反應提供了機會，并有可能相應地調整管理方法。此外，正如SMITH所說，MPAs的生態群落仍然受到保護，即使他們因熱浪而有所不同。鑒于未來海洋熱浪的頻率和強度將有可能增加，需要迅速采取氣候行動和基于自然的解決方案，作為增強海洋健康的途徑之一。KERRY NICKOLS補充道，氣候變化的破壞性影響已經顯而易見，必須在氣候解決方案上走在前面——即使海洋生態系統受到保護，不受捕撈的影響，但只要人類繼續燃燒化石燃料，使全球變暖，海洋生態系統就會面臨風險。

楊林林譯自USA：Multiple ecosystems in hotwater after marine heatwave surges across the Pacific，Science Daily，2023－07－13

新加坡開發出3D素食海鮮

在冷藏店的貨架上，肉類仿制品的數量遠遠超過植物性海產品。但是海洋發展中面臨著可持續性等考驗，因此，市場需要更多的海鮮仿制品。

現在，研究人員提出了一種新的方法，可以制造出美味的素食海鮮仿制品，同時保持海鮮的健康特征。他們用微藻蛋白和綠豆蛋白制成了一種3D打印墨水。在概念驗證階段，打印出的魷魚圈甚至可以空氣油炸，成為一種快速美味的小吃。研究人員在美國化學會秋季會議上發表了他們的研究結果。在會議上介紹這項成果的研究生POORNIMA VIJAYAN補充表示，未來的海鮮供應可能非常有限，人類需要從替代蛋白的角度做好準備，尤其是新加坡，該國90%以上的魚類都是進口的。

人類消費了很多海鮮，但海洋并不是無限的資源。過度捕撈使許多野生魚類數量減少。缺乏可持續性，再加上重金屬和微塑料污染以及喜好問題，促使一些消費者轉向以植物為基礎的仿制品。但對于海鮮愛好者來說，這樣的替代品很難找到。雖然一些海鮮產品仿制品已經上市，如用切碎的鱈魚或其他白魚做成的人造蟹肉，但用植物做模擬產品一直是個挑戰。用蔬菜或真菌很難達到煮熟魚肉的營養成分、獨特的質地和溫和的味道。該研究的主要完成人 DEJIAN HUANG博士表示，以植物為基礎的海鮮仿制品已經有了，但成分通常不含蛋白質。他們想要制造蛋白質為基礎的產品，在營養上與真正的海鮮一樣或者更好，并解決食品的可持續性問題。最近，HUANG和他在新加坡國立大學的研究小組使用豆類蛋白質來開發更好的海鮮仿制品。他們用食品級3D打印機打印了一種蛋白質墨水，復制了真魚的片狀和口感。通過一層一層地沉積可食用墨水，在單一產品中創造了不同的質地，有些脂肪豐富、光滑，有些纖維豐富、有嚼勁。研究人員用紅扁豆中的蛋白質打印鮭魚片，因為這種蛋白質的顏色很好。他們也打印過蝦。現在，他們想打印一些有商業化潛力的有趣東西——魷魚圈。

在這項工作中，研究小組測試了2種可持續的高蛋白植物來源：微藻和綠豆。一些微藻已經有一種“魚”味，VIJAYAN表示這使他們成為魷魚圈仿制品的一個很好的候選者。綠豆蛋白是一種未被充分利用的廢料，來自于制造粉絲（也被稱為玻璃粉）的過程。粉絲是許多亞洲菜肴中很受歡迎的原料。研究人員在實驗室中提取了微藻和豆類蛋白質，并將他們與含有Omega-3的植物油混合在一起。最后，發現高蛋白素食醬的營養成分與魷魚圈相似。然后，糊狀物經過溫度變化，使其很容易從3D打印機的噴嘴中擠出并分層成環。最后，研究小組評估了成品環的味道、氣味和外觀。HUANG表示，3D打印賦予了海鮮仿制品近似海鮮的結構和質地，但消費者仍然想要烤、炸或煎，就像他們做真正的魷魚一樣。因此，在最初的烹飪測試中，VIJAYAN將一些樣品進行空氣油炸，就像準備做點心一樣。研究人員嘗試了以植物為基礎的魷魚，并評價了他們可接受的味道和有前景的紋理特性。

不過，在進行消費者測試之前，VIJAYAN希望對產品進行優化。他們的目標是獲得與市售魷魚圈相同的質地和彈性。他們還在觀察這種成分如何影響產品的彈性和最終的感官性能。雖然這種以植物為基礎的模擬物可能為軟體動物（包括魷魚）過敏人群提供海鮮解決方案，但HUANG不確定人們是否會對其成分敏感。研究人員認為對微藻蛋白或綠豆蛋白過敏的已知病例并不多，但還不確定，因為這仍然是一種新的組合。在不久的將來，該團隊計劃開發許多品種，并評估將其用于大規模食品生產的難易程度。HUANG預計，在未來幾年內，這些類似魷魚的產品可能會出現在高級餐廳或特色商店中。VIJAYAN認為人們會喜歡植物模擬產品——它有海鮮的味道，但來自可持續的植物性來源。

楊林林譯自Singapore：Researchers create 3Dprinted vegan seafood，FIS，2023－08－14

科學家在鯨豚組織中發現了微塑料

一項對海洋微塑料的研究發現，三分之二的海洋哺乳動物的脂肪和肺部中有微小的塑料顆粒。這些動物體內聚合物顆粒和纖維的存在表明微塑料可以脫離消化道，停留在組織中。這項研究成果擬發表在2023年10月15日的《環境污染》（Environmental Pollution）雜志上，并已在線發表。

嵌入微塑料可能對海洋哺乳動物造成的危害尚未確定，但其他研究表明，塑料可能是激素模擬物和內分泌干擾物。杜克大學海洋實驗室研究生GREG MERRILL JR.表示，這是他們面臨的氣候變化、污染、噪音等問題之外的一個額外負擔。現在，他們不僅攝入塑料與這些胃里的大碎片作斗爭，這些塑料還被內化了。現在他們的體組成中有一部分是塑料。本研究的樣本來自2000—2021年阿拉斯加、加利福尼亞和北卡羅來納州的32只擱淺或生計漁業誤捕的動物。數據中有12個物種，其中包括一種髭海豹，它的組織中也有塑料。

親脂性的塑料會被脂肪吸收，因此，很容易被鯨脂、齒鯨前額上的發聲隆體及沿著下頜將聲音集中到鯨魚內耳的脂肪墊吸收。該研究對這3種脂肪和肺部進行了采樣，并在所有4種組織中都發現了塑料。組織中發現的塑料顆粒平均大小在198 ～537μm之間，而人類頭發的直徑約為100μm。MERRILL指出，除了塑料帶來的化學威脅外，塑料碎片還會撕裂和磨損體組織。現在已經知道塑料存在于這些組織中，研究人員正在研究可能對代謝產生的影響。在論文研究的下一階段，MERRILL將使用從鯨魚活組織中培養的細胞系來進行塑料顆粒的毒理學測試。

在組織樣本中最常見的聚酯纖維是洗衣機的一種常見副產品，也是飲料容器的一種成分。藍色塑料是所有4種組織中最常見的成分。2022年發表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一篇論文根據加利福尼亞太平洋沿岸已知的微塑料濃度，估計一頭濾食性藍鯨每天可能會吞下95 lb的塑料垃圾，因為它會捕捉水層中的微小生物。MERRILL表示，以魚類和其他大型生物為食的鯨魚和海豚也可能從他們所吃的動物身上積累塑料。目前還沒有做過數學計算，但大多數微塑料可能確實通過腸道排便排出。但其中一部分最終進入了動物的組織。該研究強調了海洋塑料的普遍性和這個問題的嚴重性。其中一些樣本可以追溯到2001年。說明這種情況已經持續了至少20年。這項工作得到了美國國家科學基金會、北卡羅來納州野生動物聯合會和北卡羅來納州海洋基金的支持。

楊林林譯自USA：Microplastics found embedded in tissues of whales and dolphins，Science Daily，2023－08－10

氣候變化或將重塑美國西海岸漁業

新的研究表明，與氣候變化相關的海洋條件變化可能會將高價值的黑鱈送到西海岸更深的水域。這可能會增加捕撈難度，并迫使漁民跟隨他們或轉向其他更容易獲得的物種。

由美國國家海洋和大氣管理局西北漁業科學中心的科學家領導的這項研究提供了西海岸漁業與氣候變化的一瞥。漁民必須始終平衡不同商業物種的價值和捕撈距離，但氣候變化可能會以新的方式改變這種平衡。科學家們研究了通常一起被捕獲的4種西海岸底棲魚類對氣候變化的反應。在過去的10年里，這4個物種占了太平洋沿岸海底拖網底棲魚類收入的53%。他們包括最有價值的底棲魚類黑鱈，以及多佛鰈魚、短脊刺頭魚和長脊刺頭魚。西雅圖西北漁業科學中心的研究員OWEN LIU表示，總的來說，這些物種占了西海岸底棲漁獲物的很大一部分，所以他們提供了一些信息，包括情況可能會如何變化以及這些變化給漁業社區帶來的選擇。這對漁業來說可能不是好消息，但它有望為物種分布變化提供一些先見之明，并使漁業和管理人員有時間考慮如何適應這些變化。

發表在《科學進展》（Science Advances）雜志上的這項研究可以幫助商業漁船隊和漁業管理者為氣候變化可能給生態系統帶來的變化做好準備。氣候模型預測，在加利福尼亞洋流主導的西海岸海域，氣溫將升高，含氧量將下降。眾所周知，溫度和氧氣水平會影響魚類的分布。預計黑鱈和短脊刺頭魚的豐度將下降，長脊刺頭魚的豐度將增加，多佛鰈魚的豐度預測則好壞參半。分析物種中除了長脊刺頭魚外，其他種類的魚都將離岸更遠，進入更深的水域。越過大陸架的陡峭下降，在西海岸離岸20 mile（約32.19 km，譯者注）以上，會導致底棲魚類棲息深度的大幅增加。隨著這些物種的離岸距離增加，增加的距離和水深意味著漁船必須航行更遠才能捕撈目標物種。他們可能還會發現，標準的底拖網漁具在這種深度作業的效率會降低。更多的黑鱈和短脊刺頭魚也可能下潛到700英尋（約1280 m，譯者注）以下，這是西海岸底棲魚類捕撈管理計劃目前禁止作業的深度。

研究結果還強調了漁業管理者在環境變化和物種遷移的情況下保持漁業可持續發展可能面臨的挑戰。這可能意味著要重新制定管理規定，保證捕撈可持續，同時兼顧保護魚類和棲息地，使物種能夠長期生存。研究人員總結道，如果目標物種的很大一部分移動到更深的水層，就像研究結果中一些物種的情況，這可能會激勵工業和管理部門克服技術和政策上的挑戰，以便在更深海域捕魚，跟蹤目標物種到他們的新棲息地。漁船也可以選擇在更容易作業的深度捕撈不同的物種，和有些漁船已經做的一樣。由于海洋環境改變了魷魚的分布，漁船沿著西海岸向北追逐魷魚。魷魚是西海岸價值最高的漁業之一，大部分捕撈產品出口到亞洲市場。西海岸海上風機的發展也可能影響到一些海洋區域的作業。研究結果表明，對物種未來分布的預測在這些新行業開發過程中非常重要，可以最大限度地減少未來海洋利用部門之間的沖突，以及對漁業物種的保護和管理。西北漁業科學中心的研究員、該研究的參與者JAMEAL SAMHOURI表示，氣候變化將改變物種的有效捕撈地點，這可能會對已經習慣使用特定漁場的漁業社區構成挑戰。

楊林林譯自USA：Climate change likely to reshape west coast fisheries by sending fish farther offshore，FIS，2023－08－22