海洋前沿（20210108）

2021

威德尔海一座古老的、几乎融化的冰山，仍然是鸟类的栖息地。

图/ Fabian Reiser

1.《Nature》海洋食品的未来

全球粮食需求正在上升，而供应能否持续增长仍然是一个严重的问题。土地产出的食物总量可能会继续增长，但同时也可能会加剧气候变化和生物多样性丧失，并危及其他生态系统。

由于来自海洋的食物只占目前可食用肉类产量的17%，我们不禁要问，到2050年，海洋还能可持续地生产多少食物？

在此，我们研究了海洋中的主要食品来源——野生渔业、海鱼养殖和双壳类海鱼养殖业——以估计“可持续供应曲线”，从而解释生态、经济、监管和技术方面的限制。

我们将这些供给曲线与需求情景叠加，以估计未来的海产品产量。我们发现，在估计的需求变化和供应情景下（考虑到政策改革和技术改进），到2050年，海洋可食用食品将增加2100-4400万吨，与当前产量相比增加36-74%。这相当于到2050年养活98亿人所需的所有肉类估计增量的12-25%。三类海洋食品来源都有可能增加，但最明显的是海水养殖业。这些生产潜力能否持续实现将取决于政策改革、技术革新和未来需求变化的程度等因素。

2.因为吃海鲜，人体每年或摄入5.5万微塑料

近日，发表在Environmental Health Perspectives上的一项新研究中，来自英国赫尔大学赫尔约克医学院的研究人员系统分析了2014至2020年间超过50篇的研究，以调查全球海洋生物的微塑料污染水平，并发现亚洲沿海的软体动物污染最为严重，其中贻贝、牡蛎和扇贝的微塑料含量最高。

在这项研究中，研究人员对 2014 年至 2020 年间 50 多项调查鱼贝类中微塑料（Microplastics，MPs）污染的报告进行了分析。结果发现，微塑料存在于海洋动物的肠道、肝脏等各个部位中，软体动物（如贻贝、牡蛎、扇贝和乌贼）中的微塑料含量为 0-10.5 MPs/g，甲壳类动物为 0.1-8.6 MPs/g，鱼类为 0-2.9 MPs/g；人体每年最大摄入量估计接近55000微塑料颗粒。其中，大型鱼类和哺乳动物只消化了一部分塑料，大部分被排出；而牡蛎、贻贝和扇贝等软体动物则消化掉了所有吞食的塑料。

此外，研究人员发现，从亚洲沿海地区收集的软体动物受污染最严重，表明这些地区存在更为严重的塑料污染。而最新消费数据显示，中国、澳大利亚、加拿大、日本和美国是最大的软体动物消费国，其次是欧洲。

该研究第一作者、赫尔约克医学院的研究生Evangelos Danopoulos说道：“在动物的肠道和肝脏，我们都发现了微塑料。像牡蛎、贻贝和扇贝这样的海产品，人类通常是整体食用的，而大型鱼类和哺乳动物则只食用部分。因此，了解特定部位的微塑料污染及其人类对它们的消费量是关键。”

到2060年，全球产生的塑料垃圾预计将增长两倍，达到每年1.55亿至2.65亿吨。一旦塑料进入海洋、湖泊和河流，它们终将会进入贝类、鱼类和海洋哺乳动物体内。

3.《Environmental Pollution》沉积物样本揭示深海海沟有如“塑料牢笼”

每年都会有成吨的塑料垃圾被冲进海洋，但我们不知道的是，一旦它们到了那里会发生什么。一项新研究揭示了深海海沟在塑料污染移动过程中所起的作用，并揭示了它们是如何充当牢笼、积累大量塑料微粒并将它们困在那里。

塑料污染之所以难以在海洋环境中追踪是因为海洋的力量会降解并撕裂塑料碎片，直到它们变成所谓的微塑料，即尺寸小于5毫米的微小碎片。虽然当它们在海洋中移动时很难被监测，但最近的研究却揭示了水下“雪崩”如何将微塑料推向深海以及海底热点发展的过程。

为了展开这项最新研究，来自德国森肯堡研究所、法兰克福自然历史博物馆、阿尔弗雷德·魏格纳研究所和约翰·海因里希·冯·图能研究所的科学家们来到了西北太平洋的千岛-堪察加海沟。在那里，研究人员在2016年的一次考察中从不同深度收集了8个沉积物样本。

该研究的论文作者Serena Abel指出，在他们的样本中，微塑料的比例在每1000克干沉积物的14到209个颗粒之间变化，微塑料最常见的出现地点是在千岛-堪察加海沟最深的取样站之一，其中较深的区域积聚的微塑料数量明显更高，这可能是由于微粒很容易被运送到这些区域。

深海中的微塑料也意味着食物链的基础受到了影响，因为许多无脊椎动物以沉积物为食，包括微塑料颗粒。因此，不幸的是，我们的子孙后代将不得不在很长一段时间内处理今天环境污染造成的后果。

4.自2020年8月底以来南极洲地震超3万次，严重时每天晃上千次

作为全世界平均海拔最高的南极洲，近期却发生了一天上千次地震的罕见情况。据外媒报道，来自智利大学的一项最新研究显示，自2020年8月底以来，南极洲发生地震的次数超过了3万次，严重的时候每天会有上千次地震。

报道称，智利大学的科学家是在布兰斯菲尔德海峡监测到这些地震的。该海峡是南设得兰群岛和南极半岛之间一条宽约60英里（约97千米）的海洋通道，海峡周边是多个地壳构造板块和微板块交界处。

研究人员表示，由于该海峡有多个板块交会，出现地震并不意外。但是过去三个月以来超过3万次的地震频率却并不正常，甚至还监测到一次6级强震。而此次地震高发期多集中于9月，频繁时一天发生地震的频率超过1000次。由于近期地震过于频繁，海峡宽度今年已增加15厘米，而往年年均增加的宽度则在7至8毫米之间。

南极洲大陆几乎全被冰川覆盖，而南极半岛作为全球变暖最迅速的地区之一，本次的异常情况尚不清楚是否会对当地冰盖的稳定性造成影响。

5.《Science》深海底比想象得更深、更热、更活跃

海洋沉积物代表了一个巨大的微生物生态系统，但人们仍然不完全了解是什么因素塑造和限制了海底下的生命。作者分析了日本海岸附近一个俯冲带的样本，发现微生物，特别是细菌营养细胞，随着深度和温度的增加而减少，直到海底下约600米（约为70℃）。在这个限度之下，内生孢子是常见的——细菌生命的残余和潜在的蓄水池。

再往深处是无菌区，在1000米以下是充满营养细胞的滚烫区域。在这样的深度，高浓度的醋酸盐和硫酸盐共存，也有极端嗜热产甲烷的迹象。这些数据为人们打开了一扇奇妙的窗口，让人们得以了解这个极端而不适宜居住的环境，尽管它支持微生物的生存。

6.《Science》纳米尺度的内部不均匀性控制增强了海水淡化膜中的水传输

生物膜可以实现显著的高渗透性，同时保持理想的选择性，依靠明确的内部纳米结构的膜蛋白的形式。在此，我们将这种设计策略应用到淡化膜上。

一系列聚酰胺脱盐膜是在工业生产线上合成的，它们的加工条件不同、但化学成分相同，它们的透水性和活性层厚度增加，但氯化钠选择性不变。

透射电子显微镜测量使我们能够确定纳米级三维聚酰胺密度图，并预测零可调参数的水渗透性。密度波动对水的输送是有害的，这使得对纳米尺度聚酰胺不均匀性的系统控制成为在不牺牲盐选择性的情况下最大化水的渗透性的关键途径。

7.《Scientific Reports》研究称气候变化导致海豚易患淡水皮肤病

图/Andy Howard

2005年，科学家开始注意到沿海的海豚种群容易患上一种特殊的皮肤病。这种疾病不仅可以很快覆盖70%的体表，也对海豚的生命造成了重大威胁。近日的一项新研究发现，气候变化导致的暴雨频率和严重性的不断增加，可能在其中扮演了重要的角色。由于海水盐度的变化，在沿海地区生活的海豚种群，变得更易受到这种“淡水皮肤病”的影响。

气候变化正在重塑地球的天气系统，新世界的人们正在经历越来越强的风暴。随着海洋上层热量的增加，飓风的烈度也在与日俱增。世界气象组织报告的诸如飓风、强降雨之类的极端天气事件，正在全球范围内不断上演。与之相伴而生的就是，沿海海水被注入了大量的淡水，导致栖息在这里的海洋生物遭受着盐度变低而引发的异常。更糟糕的是，这种情况可能持续数月之久，对海豚来说尤其如此。

研究指出，近期澳大利亚出现了两个不同的沿海海豚种群发生的非常相似的死亡事件。两组研究对象均显出了斑驳的皮肤、覆盖体表多达70%的损伤以及真菌、细菌感染导致的变色现象。显然，这与附近流域发生的两次强降雨导致的海水盐度骤然下降、且持续数周至数月，有着密切的关联。遗憾的是，在此之前，很少有研究将病理学和环境因素如此紧密地结合起来。

8.章鱼：打你，除了怨恨，似乎没有其他原因

科学家最近发表了一项研究，他们观察到章鱼“殴打”其他鱼类的现象。章鱼的攻击行为最有趣的部分是，在某些情况下，除了怨恨，似乎没有其他原因。科学家将章鱼的打鱼技能称为“主动位移”，并称这种情况通常发生在合作捕猎过程中。鱼类和章鱼经常组队一起追逐和捕捉猎物，也许这种物种间的冲突与章鱼自己的捕捉策略有关。

海洋生物学家认为，章鱼和鱼类一起捕食，使它们能够利用对方的形态和捕猎策略。通常多个狩猎伙伴加入狩猎，形成了一个复杂的网络，在这个网络中，“投资和回报”有时是不平衡的，这就产生了“伙伴控制机制”。在这个例子中，这种控制机制就是章鱼“殴打”其他鱼类的动作。

这个动作是章鱼在狩猎队中建立控制感和主导地位的方式。在这个特殊的例子中，章鱼用一只手臂对准特定的鱼类进行了一个迅速而有爆发力的动作，研究人员将其称为“打拳”。研究人员指出，在不同的章鱼身上和不同的地点都观察到了这种“打拳”策略，这表明该动作在种群间互动时有具体的目的。该项目的研究人员认为，章鱼这种目的是为了让鱼儿在狩猎过程中保持队形，又能重新安排它们自己在鱼群中的位置，或者完全脱离狩猎队伍。

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《海洋世界》整理

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