赤潮(紅潮)與藻毒

Red Tides

 
陳衍昌 海大養殖系
 

   很多人常將赤潮 (紅潮)(red tides) 誤以為是由紅藻 (Rhodophyta) 所造成的,這是完全不正確的;另有人把一些會呈紅色水華 (blooming) 的藍綠藻 (blue-green algae) 或裸藻 (Euglenophyta) 誤認為是赤潮的主角這也不對。真正造成赤潮的主角是屬於甲藻門 (Pyrrophyta) 的藻類。甲藻又稱為渦鞭毛藻 Dinoflagellates (or Dinophyta),由於它的葉綠體可能來自隱藻類 (Cryptomonad)、 金藻類 (Chrysophyta)或綠藻類 (Chlorophyta) 故其水華呈現的顏色十分豐富,紅、橙、黃、綠、藍、棕均有。因此,赤潮不一定是紅色的,但是赤潮通常就是指由渦鞭毛藻所造成的水華,其他藻類的水華甚少被稱為赤潮(註1)

   當一個水域中藻類大量增生,到達一種極為顯著的現象,即為水華。例如有機廢物造成的優養化,常是水庫、池塘甚至海岸邊的水華形成原因。一般對水產養殖有經驗的人都知道,當養殖池出現水華,即是池水含有大量有機廢物。這時由於藻類大量增生,白天因行光合作用,池中生物尚無大礙,但在晚上因行呼吸作用,造成水中含氧急速下降,池中的魚貝類因此窒息大量死亡,然後腐敗的屍體,伴隨大量死亡的藻類浮於水表,這時即是所謂的泛池!

   渦鞭毛藻的水華-赤潮-是如何形成的?通常造成赤潮和其發生當地的環境有十分密切的關係,也常因此造成赤潮形成原因眾說紛紜,但其可總括為以下五個型式,每個型式環環相扣缺一不可。

1、休眠孢子之存在及萌發:如果海域中沒有”種”存在,其他因素再配合得好也無濟於事。

2、藻細胞經由無性生殖而大量增生。(環境良好時行無性生殖)。

3、因為藻類本身呈正趨光性,故向水表層聚集。

4、由於向陸上的風及潮水的推擠,使藻類更加的濃縮聚集。

5、因環境轉劣,藻類大量死亡,部份存活的藻類進行有性生殖,形成休眠孢子而沉降至水底層。

  其中,1、2項必須由陸上河流帶來豐富含鐵之腐質酸(鐵為渦鞭毛藻之必須微量元素)以及海中湧昇流(upwelling)帶來大量營養鹽,才能促使孢子萌發,並進而大量無性生殖(細胞直接二分裂)。

  而3、4項必須有良好的氣候配合,需有陽光使其趨光,並配合向陸上吹的風才能使其聚集形成赤潮。

  第5項因藻類被濃縮聚集於水表層,很快地表層水營養鹽耗盡。加上因光線無法穿透表層,造成位於較下面的藻類無法行光合作用。因此,整個藻類族群突然崩潰腐敗,使得這個水域環境轉劣,這時少數存活的藻類則進行有性生殖,(vegetative cells –> gametes –> fusion –> zygotes =cysts)而沉降於水底層。

  綜合以上,要形成赤潮必須〝天時地利人和〞才能發生。因為在赤潮形成前幾天必須有陸上的降雨,然後經由河流將含鐵的腐質酸(humic acid)帶入河口,其次在赤潮初形成時,要有充分陽光並有向陸上吹的風,而且海況亦須配合適度的潮水及有湧昇流。而潮水及湧昇流又和潮汐及季節相關。因此,赤潮常在春夏交接之間,於大雨過後,天氣放晴時出現於河口海域,是有以上脈絡可尋的。

  經由以上的說明赤潮也就不那麼神秘了。現在較令人關心的是赤潮是否有毒?由於赤潮是由渦鞭毛藻所形成的,因此也就是說渦鞭毛藻是否有毒。

  事實上只有少數渦鞭毛藻有毒(僅約有20種有毒),也就是說並不是所有的渦鞭毛藻均有毒。通常赤潮所造成的魚貝類的死亡均是由於赤潮在崩潰時因腐敗作用(細菌分解作用吸收了大量氧氣),造成海中生物大量窒息死亡。

 

渦鞭毛藻之毒如下表:

 
 
對人類的影響
主要藻之屬
主要的毒素
Paralytic shellfish poisoning
痲痺性貝毒
Alexandrium
原膝溝藻屬
saxitoxin
蛤蚌毒素
Neurotoxic shellfish poisoning
神經性貝毒
Ptychodiscus
梭盤藻屬
brevetoxin
短毒素
Ciguatera fish poisoning
 
甲藻魚毒
Gambierdiscus
 
底盤甲藻屬
ciguatoxin and maitotoxin
甲藻毒素
Diarrhetic shellfish poisoning
痢疾性貝毒
Dinophysis
鰭藻屬
okadaic acid
 
 
 
其中PSP(痲痺性貝毒)會造成人類呼吸系統之潰敗,為一種能致人於死的毒。因此當由原膝溝藻屬的渦鞭毛藻形成赤潮時,整個海域必須儘快關閉,並且制止人們在有赤潮的海域進行任何漁撈行為。

  通常有毒的渦鞭毛藻中,以年輕的比年老的細胞毒,休眠的比浮游的毒。因此,底棲性貝類因其濾食性,常會累積大量剛萌發的年輕渦鞭毛藻或休眠孢子於其體內,如再經過人類撈捕而食之,其必然會發生中毒事件!另外造成痢疾性貝毒的鰭藻屬,其通常不形成赤潮,且少數幾個細胞即可以造成毒性的產生,並且此種毒素煮沸亦無法破壞之,雖然有毒渦鞭毛藻不多,但其毒性十分可怕,因此不可等閒視之。

  如先前所述,赤潮需要在各項條件配合之下才會發生。然而在這裡必須強調的是,人類經由貝類而中藻毒,並不一定要有赤潮發生才會有。因此,建議政府應及早建立一套藻毒監視系統,對某海域(特別是養殖專區)有異常之有毒藻(註2)發生時,能事先提出警告,以避免中毒事件之發生。
 

註1:Sze, P. 1997.  Chapter 5: Dinoflagellate ecology. In: A biology of the algae. p.140. 

Cooper, V. C.1996. Chapter 14: Red tides and harmful microalgae. In: Microalgae. pp.127-135.

Bold, H. C. and Wynne, M.J.1985.Chapter 8: Red tides and toxins. In: Introduction to the algae. pp. 492-495.

2:其它有毒藻類,例如某些矽藻及藍綠藻等。(回到首頁)