西雅图罐头鱼经销商1921年的标签。新的研究利用过去的罐头鱼来梳理海洋寄生虫的历史。来源:淡水和海洋图片库/华盛顿大学图书馆
科学家们利用罐装鲑鱼研究了茴香蛔虫，以评估阿拉斯加海洋生态系统40年来的变化，揭示了对生态健康和环境影响的见解nmental立法。
阿拉斯加水域是鲑鱼的重要渔场。复杂的海洋食物网是这种渔业的基础和支撑，科学家们想知道气候变化是如何重塑它们的。但要找到过去的样本并不容易。
耶鲁大学皮博迪自然历史博物馆(Peabody Museum of Natural History)的博士后研究员娜塔莉·马斯蒂克(Natalie Mastick)说:“我们必须真正敞开心扉，创造性地思考什么可以作为生态数据源。”
海洋生态学的创新方法
作为西雅图华盛顿大学(University of Washington in Seattle)的博士生，马斯蒂克调查了阿拉斯加的海洋食物网，使用的是一种绝对非正统的来源:旧的鲑鱼罐头。这些罐头里有四种鲑鱼的鱼片，都是在阿拉斯加湾和布里斯托尔湾42年间捕获的。Mastick和她的同事们从178个罐头中解剖了保存完好的鱼片，并计算了肉中茴香虫(一种常见的微小海洋寄生虫)的数量。
这些寄生虫在罐装过程中被杀死，如果食用，不会对人类消费者构成危险。但是，计数茴香虫是衡量海洋生态系统状况的一种方法。
从罐装鲑鱼中发现的一种高度降解的茴香虫。比例尺为0.5毫米。来源:Natalie Mastick/华盛顿大学
华盛顿大学水产和渔业科学副教授切尔西·伍德(Chelsea Wood)说:“每个人都认为鲑鱼体内有蠕虫是出问题的迹象。”“但大茴香的生命周期整合了食物网的许多组成部分。我认为它们的存在是一个信号，表明你盘子里的鱼来自一个健康的生态系统。”
研究小组在4月4日发表在《生态与进化》杂志上的一篇论文中报告说，从1979年到2021年，鲑鱼和粉鲑鱼的大茴香虫水平上升，而银鲑和红鲑鱼的水平保持不变。
启示与未来研究
该论文的第一作者Mastick说:“八角虫有一个复杂的生命周期，需要许多类型的宿主。”“看到它们的数量随着时间的推移而上升，就像我们对粉红鲑鱼和鲑鱼所做的那样，表明这些寄生虫能够找到所有合适的宿主并繁殖。这可能表明一个稳定或正在恢复的生态系统，有足够的合适的宿主。”
茴香鱼开始在海洋中自由生活。当被小型海洋无脊椎动物(如磷虾)吃掉时，它们会进入食物网。当最初的宿主被另一个物种吃掉时，蠕虫也会跟着来。例如，受感染的磷虾可能会被一条小鱼吃掉，而小鱼又会被一条大鱼吃掉，比如鲑鱼。这个循环一直持续，直到茴香虫最终进入海洋哺乳动物的肠道，在那里它们繁殖。这些卵被排泄回海洋孵化，并开始新的一代的循环。
该论文的资深作者伍德说:“如果没有宿主——例如海洋哺乳动物——茴香虫就不能完成它们的生命周期，它们的数量就会下降。”
一张大茴香虫的照片——用红色圈出——在罐头三文鱼片里。来源:Natalie Mastick/华盛顿大学
人类不能充当茴香虫的寄主。在完全煮熟的鱼中食用它们几乎没有危险，因为虫子已经死了。但是茴香虫——也被称为“寿司虫”或“寿司寄生虫”——如果从生的或未煮熟的鱼中活着摄入，会导致类似食物中毒的症状或一种罕见的疾病——茴香虫病。
海鲜产品协会是一家总部位于西雅图的贸易组织，它将这些鲑鱼罐头捐赠给了伍德和她的团队。该协会不再需要这些罐头了，这些罐头每年都是为了质量控制而被搁置起来的。马斯蒂克和宾夕法尼亚州诺伊曼大学的助理教授雷切尔·威利奇(Rachel Welicky)用不同的方法解剖了罐装鱼片，寻找大茴香。这些蠕虫长约一厘米(0.4英寸)，往往盘绕在鱼的肌肉中。他们发现，用镊子把鱼片分开，可以让研究小组在解剖显微镜的帮助下准确地计算蠕虫尸体的数量。
对于粉鲑鱼和鲑鱼中大茴香酸含量的上升，有几种解释。1972年，国会通过了《海洋哺乳动物保护法》，允许海豹、海狮、逆戟鲸和其他海洋哺乳动物的数量在多年下降后恢复。
马斯蒂克说:“茴香酸只能在海洋哺乳动物的肠道中繁殖，所以这可能是一个迹象，在我们的研究期间——从1979年到2021年——茴香酸的水平在上升，因为有更多的繁殖机会。”
马斯提克补充说，其他可能的解释包括气温变暖或《清洁水法》的积极影响。
在鳕鱼和红鱼中稳定的茴香素水平很难解释，因为有几十种茴香素，每一种都有自己的无脊椎动物、鱼类和哺乳动物宿主。虽然罐装过程使坚韧的茴香外观完好无损，但它破坏了它们解剖结构中较柔软的部分，这些部分可以用来识别单个物种。
马斯提克和伍德认为，这种方法可以用来观察其他罐头鱼(如沙丁鱼)中的寄生虫水平。他们还希望这个项目能帮助建立新的、偶然的联系，从而进一步了解过去的生态系统。
“这项研究的产生是因为人们通过小道消息听说了我们的研究，”伍德说。“我们只有通过网络和建立联系来发现未开发的历史数据来源，才能对过去的生态系统有深入的了解。”
参考资料:《打开一听蠕虫:已保存的罐装鱼片揭示了四种阿拉斯加鲑鱼40年来寄生虫负担的变化》，作者:Natalie Mastick、Rachel Welicky、Aspen Katla、Bruce Odegaard、Virginia Ng和Chelsea L. Wood, 2024年4月4日，《生态与进化》。DOI: 10.1002 / ece3.11043
这篇论文的共同作者是华盛顿大学的本科生阿斯彭·卡特拉、海鲜产品协会的布鲁斯·奥德加德和弗吉尼亚·吴。这项研究是由美国国家科学基金会、阿尔弗雷德·p·斯隆基金会、华盛顿研究基金会和华盛顿大学资助的。