【瞧！我们的前沿科技】蓝藻“集体消亡”之谜被破解

　　【瞧！我们的前沿科技】

　　光明日报北京7月6日电（记者 邓晖）夏日时节，我们有时会看到湖泊或水库的水面被一层厚厚的绿色“油漆”覆盖，水体浑浊还伴有一股怪味。这就是让人头疼的“蓝藻水华”。蓝藻的生命力极其顽强，一旦暴发，好像怎么捞都捞不尽。但大自然中有一个奇怪的现象：有时，这些铺天盖地的蓝藻会在短短几天内，突然自己“变白”并迅速消失。这背后藏着什么秘密？针对这一现象，清华大学深圳国际研究生院陶益副教授、王潇雄副教授团队联合清华大学环境学院胡洪营教授团队，在微观层面取得了关键突破，相关研究成果于近日发表。

　　过去，科学家们普遍认为，蓝藻“大军”的消退是一种“有计划、有秩序”的撤退，就像细胞在“凋亡”，过程比较缓慢。但研究团队发现，事情没那么简单。“我在进行藻类试验时，观测到一个重要现象：当蓝藻细胞内的活性铁水平超过某一临界值后，细胞膜损伤加剧，细胞死亡速度显著快于预期。”研究团队成员、清华大学深圳国际研究生院博士生朱寅杰说。一个叫“铁死亡”的概念进入了研究团队的视野。

　　“这是一种铁依赖性的细胞调节性死亡方式。”朱寅杰打了个比方，“你可以把它想象成：细胞内部因为铁元素催化，发生了一场失控的‘火灾’（脂质过氧化链式反应），最终把细胞膜‘烧穿’，导致细胞死亡。”

　　研究进一步揭示了这场“火灾”的惊人传播方式：先是“火种”被点燃，研究团队将其称作“原发性铁死亡”，即在高温、强光等环境压力下，蓝藻细胞内的铁离子变得异常活跃，像打火石一样，点燃了细胞膜上的油脂，产生大量能破坏细胞膜的活性过氧化产物。

　　更关键的是，死亡并不止步于单个细胞。相关活性物质还会作为“死亡信号”释放出来，诱发周围细胞发生同样的死亡过程，即“继发性铁死亡”。实验数据显示，这种“继发性铁死亡”极其猛烈，能导致细胞种群内约45%的细胞经历严重的膜结构崩解，而经历“原发性铁死亡”的细胞种群内只有6%的细胞拥有崩解的膜结构。

　　“这种差异解释了为什么蓝藻水华会出现种群层面的快速崩溃，‘死亡信号’一旦扩散，就会迅速引发整片区域的蓝藻种群崩溃，也解释了为什么蓝藻水华会‘突然消失’。”陶益介绍。

　　“这项研究的意义在于，它拓展了过去的传统认知，为我们治理蓝藻水华提供了全新思路。”陶益解释，“如果我们能弄清楚并操纵这种‘死亡信号’，就有可能在水华刚刚暴发时，就模仿自然界的这一过程，从源头上精准地‘引爆’并抑制它，而不是等水华形成后再费力去打捞。”目前，研究团队正努力将这项实验室里的发现，转化为能在真实环境中应用的技术。