揭秘加龙河水质对欧洲西鲱种群动态的影响：关乎物种存亡的关键研究

《Environmental Biology of Fishes》：Water quality of spawning grounds constrains the population dynamics of an emblematic diadromous species (Alosa alosa)

在加龙河流域，欧洲西鲱（Alosa alosa）数量急剧下降，原因不明。研究人员开展 “水质对欧洲西鲱种群动态影响” 的研究，采用异位生物监测法。结果发现加龙河水质影响其胚胎发育，致高死亡率。该研究为探究物种衰退原因及保护提供重要依据。

　　在地球的生态画卷中，水生生物本应在江河湖海中自在遨游，可现实却不尽人意。近年来，全球生物多样性正遭受着严峻的挑战，大量物种走向衰退甚至灭绝。在众多影响因素里，化学污染对水生生物的威胁愈发凸显，尤其是洄游鱼类，它们在海洋与淡水环境间穿梭，一生都暴露在复杂的污染风险中。

欧洲西鲱（Alosa alosa）便是这样一种命运坎坷的洄游鱼类。曾经，它在欧洲东北部大西洋沿岸广泛分布，在法国加龙河流域更是形成了重要种群，是当地渔业经济的重要支撑。但从 21 世纪初开始，加龙河流域欧洲西鲱的产卵群体数量急剧减少，即便在 2008 年实施了禁渔令，其数量依旧处于极低水平。为了探寻这背后的原因，科学家们提出了许多假设，像全球变化、过度捕捞等，但始终没有明确的结论。而水质污染，作为一个可能的重要因素，此前却鲜少被深入研究。

在此背景下，来自法国多个研究机构（INRAE Nouvelle-Aquitaine Bordeaux Centre、UMR 5805、MIGADO、INRAE Lyon-Grenoble Auvergne-Rh?ne-Alpes Centre 等）的研究人员开展了一项关于加龙河水质对欧洲西鲱种群动态影响的研究，研究成果发表在《Environmental Biology of Fishes》杂志上。

研究人员采用了异位生物监测法（ex situ biomonitoring），这一方法能够在控制温度、氧气和光周期等混杂因素的情况下，让生物持续暴露在河水中。实验地点选在加龙河欧洲西鲱的产卵区域附近，在 2022 年和 2023 年春季欧洲西鲱的繁殖季节，进行了三次实验。实验过程中，研究人员将捕获的欧洲西鲱亲鱼进行人工授精获得胚胎，把胚胎直接暴露在加龙河水中，直至孵化后 2 天，同时设置对照组，使用经过处理的自来水。在实验期间，严格控制温度在 20±1°C ，氧气饱和度保持在 90% 以上，光周期设定为 14 小时光照、10 小时黑暗。

研究人员使用多种技术方法来确保实验的准确性和科学性。在实验装置方面，搭建了 “野外实验室（field lab）”，从加龙河抽水经过过滤、沉淀后引入实验装置，并且设置了完善的水循环和监测系统。对于胚胎毒性测试，通过对胚胎的来源、培养条件进行严格把控，每天监测胚胎的死亡率、孵化率等指标。在数据分析上，运用 R 软件进行统计分析，使用 Kaplan-Meier 分析（log-rank 检验）比较对照组和加龙河实验组胚胎死亡率和孵化率随时间的变化，用非参数检验（Mann-Whitney）比较生物测量指标的差异。

研究结果如下：

1. 水质参数：三次实验中，温度和氧气饱和度均保持在目标范围内，pH、电导率、氮形态和磷酸盐等水质参数稳定，且未达到对欧洲西鲱胚胎有毒的水平。
2. 胚胎毒性测试：
   • 总体存活率和孵化率：对照组中，每次实验胚胎的最终存活率较为稳定，但孵化率在不同实验间有所差异；加龙河实验组则出现了高死亡率，孵化出的幼虫百分比远低于对照组。
   • 胚胎存活动态：三个实验组中，加龙河实验组胚胎的存活概率均显著低于对照组，大部分死亡发生在胚胎发育的 30 - 60 小时，这一时期正是器官发生（organogenesis）的关键阶段。
   • 孵化动态：对照组的孵化率显著高于加龙河实验组，不过加龙河实验组的孵化开始时间比对照组稍早。
   • 生物测量：实验结束时，测量存活幼虫的生物指标发现，加龙河实验组幼虫的总体长、头长小于对照组，卵黄囊表面积更大，部分指标差异具有统计学意义。
   
   

研究结论和讨论部分指出，实验过程中控制了温度和氧气饱和度等关键因素，确保了实验结果能够真实反映水质对胚胎发育的影响。加龙河实验组胚胎的高死亡率以及幼虫发育的差异，表明河水中可能存在化学化合物影响欧洲西鲱胚胎发育。虽然目前的化学分析未发现能解释高死亡率的有毒物质，但河水中可能存在多种混合污染物影响胚胎。此外，该研究首次揭示了加龙河水质对欧洲西鲱胚胎发育的负面影响，这可能是导致该物种在加龙河流域种群数量招募不足的重要原因。对于其他洄游鱼类，也可能面临类似风险。

这项研究意义重大，它为解释欧洲西鲱种群数量下降提供了关键线索，强调了深入研究加龙河流域化学污染及其来源的必要性。同时，异位生物监测这一实验方法也为评估濒危鱼类栖息地适宜性提供了有效手段，有助于制定针对性的保护策略，对保护水生生物多样性、维护生态平衡有着重要的推动作用。