随着我们了解海洋污染的真相，并了解我们倾倒在海洋中的东西是如何给生活在那里的生物带来各种问题的，本月《裸海》将从塑料到粪便进行介绍。
在这一集里
你能在太平洋垃圾带上行走吗?
与斯克里普斯海洋学研究所的米里亚姆·戈尔茨坦和丽贝卡·阿施合作
你能走出太平洋垃圾带吗?如果鱼吃了塑料会有什么问题?来自斯克里普斯海洋学研究所的米里亚姆·戈尔茨坦和丽贝卡·阿什解释了为什么塑料在海洋中是一个如此大的问题，以及SEAPLEX任务的结果，即找出它可能对野生动物产生的影响。
海伦可悲的是，废弃的水桶、垃圾袋和渔网等塑料碎片在世界上许多海滩上都很常见。但这少量可见的沿海垃圾只是在公海上发现的垃圾的冰山一角，我们大多数人从来没有看到过……
米利暗事实上，海洋中有一些区域的塑料比其他区域要多，这些区域就是亚热带环流。所以人们可能听说过太平洋垃圾带或大西洋垃圾带，它们的存在是因为它们是洋流汇聚的自然区域。
海伦这是来自斯克里普斯海洋学研究所的米里亚姆·戈尔茨坦，她参与了一个由学生领导的名为SEAPLEX的项目，即斯克里普斯塑料环境积累考察项目，该项目旨在研究太平洋垃圾带的现状。那里有多少塑料?它对野生动物有什么影响?就体积对于塑料，研究人员所看到的让他们震惊……
米利暗-最让我们惊讶的是，我们看到那里有这么多的塑料屑。所以当你看海洋的时候，它看起来完全正常。那是一种非常漂亮的蓝色，非常漂亮，那里有水，在那里非常愉快，日落也很美。只有当你开始仔细观察时，你才会看到所有的垃圾。
所以你每隔几分钟就会看到一些漂浮物，比如水桶或网片，然后当你把一个非常细的网放在水中，它可以捕捉到只有三分之一毫米的东西，也就是你指甲的宽度，然后你就会看到成千上万的微小颗粒。所以你可以看到在这个罐子里，这些较大的塑料碎片有几英寸或几厘米，然后它们大多是无法辨认的碎屑。没有办法知道这些物体曾经是什么。
如果你看罐子的底部，在大块的下面，你可以看到它们变得有多小。它们只是非常非常小的碎屑，看起来几乎像沙子。
它们如此之小的原因是塑料在紫外线下会变脆，因为增塑剂(使其柔韧的化学物质)会浸出，这些物质你可能听说过，比如BPA或酚类物质。它们被滤出，塑料变得易碎，然后被海浪冲走，变成了这些小碎屑。
所以一件丢失的物品会产生很多很多微小的塑料碎屑。
我们发现我们真的不需要做统计。海洋里的东西不是到处都有。有时你找到很多一种东西，却找不到其他东西，但塑料无处不在。这才是真正让我们惊讶的。
海伦-所以，虽然这可能不是一个能够走路和搭帐篷的情况
正如一些人所说，在太平洋垃圾带上，塑料在海洋中无处不在。如果它们如此普遍，那么它们肯定与野生动物有某种互动。但我们对塑料垃圾影响的了解相当有限……
米利暗-我们所知道的大多数动物都是那些较大的上岸的动物。例如，我们知道信天翁吃它，并把它喂给它们的雏鸟。我们知道这一点是因为它们在岸上筑巢。我们知道海龟吃它，有时会死于肠道阻塞。我们知道这一点，因为人们注意到海龟什么时候死亡，什么时候会上岸。
但对于那些一生都生活在海洋里的动物，尤其是那些小动物，我们所知甚少。
海伦-所以这是SEAPLEX项目的一个主要目标…
米利暗我们试图弄清楚塑料是如何与食物链底部的小动物相互作用的。所以我们收集了细菌和浮游植物的水样，微小的植物，浮游动物的网样，浮游动物是非常小的，有时是微小的动物，大的网或相对大的网用来捕小鱼。然后我们也有观察员在船上观察海鸟和鲸目动物，或海洋哺乳动物。以及直观地计数垃圾。
来自小型中水鱼类的数据显示了塑料废物是在这些环流中伤害野生动物…
丽贝卡我们基本上是用各种不同类型的网拖网来收集这些鱼，然后把它们带回这里，解剖它们，看看它们是否摄入了塑料。我们的主要发现是，我们确实在大约9%的鱼身上发现了塑料。
海伦丽贝卡·阿什和同事皮特·戴维森一起研究了这些小鱼对塑料的摄入。现在，在他们捕获的鱼的胃中发现9%的塑料可能不会声音喜欢很多，但是……
丽贝卡-首先，我想说的是，我们应该得到的数字是零，因为塑料不是这些生物的天然食物。
丽贝卡承认，这个9%的数字可能被低估了，因为他们只能对胃里的塑料进行取样生活抓鱼。如果塑料通过了他们的系统，或者确实导致鱼类在摄入塑料后死亡，这就不会包括在他们的数据中。但即使有了这些结果，当外推时，它们也提供了一些令人担忧的数字……
丽贝卡我们做了一些计算，考虑到我们捕获的鱼的数量，考虑到有塑料的区域的大小，我们进行了推断，得出的结果是，我相信这些鱼每年摄入的塑料有12- 2.4万吨。
海伦这更令人担忧，因为摄入塑料的一个方面是，它们就像海绵一样，吸收了对野生动物有害的多氯联苯等化学污染物。
米利暗最糟糕的是，它们会在生物体内积累，因此它们会滞留在生物脂肪中，在海鸟和鲸鱼等掠食性动物体内积累到非常高的水平。但令人担忧的是，食用这些塑料颗粒是否会将大量化学物质转移到这些生物体中。人们正在研究这个问题。
下一步可能是研究塑料摄入和这些污染物在食物链上游的生物积累。
海伦——市民们能帮上什么忙吗?
米利暗-这个问题的主要问题是停止把垃圾扔进海洋。
这听起来很明显，但实际上我们在这方面做得很糟糕。在南加州，我们属于地中海气候，这意味着只在冬天下雨。我们全年都在向峡谷里扔垃圾，然后一旦下雨，这些垃圾就会源源不断地涌入海洋，最终可能会流入垃圾带。
因此，通过妥善处理自己的垃圾，通过帮助处理可能不是你的垃圾，但可能会流向海洋，并参与海滩清理，每个人都可以提供帮助。
因此，为了帮助减少塑料垃圾问题，我们应该努力帮助清理当地的海滩，并小心处理垃圾。
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SEAPLEX
珊瑚从人类的污水中感染疾病
罗林斯学院的凯瑟琳·萨瑟兰
在全球范围内，已知大约有20种疾病影响珊瑚礁。
凯瑟琳-珊瑚疾病是当今影响珊瑚礁的主要压力源。
海伦这是来自佛罗里达州罗林斯学院的凯瑟琳·萨瑟兰，她是一位专门研究珊瑚疾病的微生物学家和生态学家。
凯瑟琳-自20世纪90年代中期以来，我们已经看到并描述了越来越多的珊瑚疾病。它们与其他影响珊瑚礁的压力因素结合在一起。珊瑚礁受到海水温度升高、水质差、人口密度增加(特别是沿海地区)和气候变化的威胁，所有这些因素加在一起导致了珊瑚礁的减少
海伦有一种特殊的疾病对加勒比海的珊瑚造成了毁灭性的影响，这种疾病被称为白痘病。它只会影响疣palmata也被称为鹿角珊瑚，因为它会长成巨大的鹿角状结构。这种疾病得名于患病珊瑚组织死亡后留下的白色斑点斑块，对麋鹿角珊瑚来说，这确实是个坏消息
凯瑟琳埃尔克霍恩珊瑚曾经是加勒比地区最常见的珊瑚。但在2006年，它被美国《濒危物种法案》列为受威胁物种。白痘病在名单中扮演了重要角色。自20世纪90年代中期发现白痘病以来，佛罗里达群岛的鹿角珊瑚数量下降，平均下降90%。这种灭绝与白痘病和其他疾病以及其他压力因素结合在一起这些压力因素包括海水温度升高，水质差以及其他疾病，如白带病导致了整个加勒比地区麋鹿数量的大量减少
海伦当白痘第一次在加勒比海地区传播时，这种疾病的原因完全是一个谜。凯瑟琳·萨瑟兰(Kathryn Sutherland)承担了弄清楚发生了什么事的任务。
凯瑟琳我们不知道是什么导致了这种新出现的珊瑚疾病。所以我从它可以是任何东西的角度来看待它。可能是细菌，可能是病毒，可能是原生生物，也可能是真菌。所以我开始了我的研究，起初我认为这可能是一种病毒，因为据我们所知，白痘病只影响一种珊瑚，而病毒是非常特定于宿主的。
海伦珊瑚疾病研究的重点是珊瑚虫分泌到其表面的黏液层，凯瑟琳从研究生活在该表层的细菌开始。
凯瑟琳-珊瑚的黏液层是珊瑚抵御疾病的第一道防线。无论珊瑚是健康的还是患病的，黏液层都充满了微生物。当我们寻找疾病病原体时，我们使用非破坏性技术，使用无菌无针注射器，对粘膜层进行取样，然后我们将粘膜移植到细菌培养基上。我们可以寻找细菌——我们会发现很多，因为健康和患病珊瑚中的微生物。
对于白痘的例子，我把我发现的所有微生物都接种到培养液中，然后把那些只在患病个体中发现的微生物和在健康个体中发现的微生物进行比较。我有一些病原体的潜在罪魁祸首对于那些只与疾病样本聚集在一起的病原体。接下来的步骤是在一个受控的海水水族箱环境中接种健康的麋鹿珊瑚，这样就不会影响到珊瑚礁外的种群，并观察这些病原体是否会引起疾病。结果证明白痘病的起因确实是一种细菌。
当我们在2002年第一次发现导致白痘病的病原体时，我们知道导致这种疾病的细菌叫做粘质沙雷氏菌我们知道这种细菌在陆地环境中很常见，在人类的肠道和污水中也很常见。但在那个时候，我们只能推测人类的污水可能确实是这种杀死珊瑚的病原体的来源，因为这种病原体，细菌，实际上也存在于其他动物的粪便中。
海伦-所以，下一个大问题是这种致病细菌在哪里，粘质沙雷氏菌来的?为了解决这个问题，凯瑟琳求助于基因研究。
凯瑟琳-一旦我确定病原体是粘质沙雷氏菌在2002年，我不确定它来自哪里，我做了一个广泛的来源调查，在佛罗里达群岛寻找多个潜在的来源。为了做这件事，我从基韦斯特污水处理厂收集了人类样本，以及基鹿和海鸟等其他动物的废物样本。我把这些样本放在珊瑚病原体特有的微生物培养基上，粘质沙雷氏菌。
当我发现粘质沙雷氏菌在多种动物身上，包括鹿群和海鸥，我的基因分析表明，只有来自人类污水的菌株与在珊瑚礁上患病的珊瑚中发现的菌株相匹配。这让我找到了近岸污水污染和珊瑚白痘病之间的基因联系。
然后为了证明这种来自人类的病原体菌株引起了疾病，我再次接种了健康的片段，就像我最初的研究一样，用我在人类污水和患病的麋鹿珊瑚中发现的这种菌株来看看它是否会致病。确实如此。该菌株在5天内导致麋鹿角珊瑚患病。因此，这给了我们确凿的证据，证明人类和人类污水是导致珊瑚毁灭性疾病白痘的病原体的来源。
海伦凯瑟琳和她的团队追踪到了白痘病的源头
这是首次发现一种疾病可以从人类传染给海洋无脊椎动物。
凯瑟琳这是一种不同于我们传统上听到的人类和野生动物的疾病途径，通常是由野生动物传染给人类。野生动物到人类疾病传播模式的例子是猪流感或禽流感或艾滋病毒。但是致病微生物从人类到海洋无脊椎动物的移动从未被发现过。
海伦不仅废水中的细菌会给珊瑚带来问题，污水中的营养物质——主要是硝酸盐——也会给珊瑚带来问题。
凯瑟琳“当我们向海水中添加营养物质时，我们发现珊瑚礁中有藻类繁殖和大型藻类生长，它们在珊瑚礁上竞争空间，限制了珊瑚的光合作用能力，当我们在水柱中有藻类生长时。”
海伦-现在已经查明了这种疾病的原因，正在采取步骤从根源上解决问题。
凯瑟琳-我们有坏消息，人类是病原体的来源，但好消息是我们有解决方案。解决方案实际上已经在佛罗里达群岛开始实施。解决方案是高级废水处理。历史上，在佛罗里达群岛，他们利用化粪池系统来容纳人类的排泄物，问题是化粪池系统不是为佛罗里达群岛这样的地区设计的。
这些废物处理系统是为人口密度低的农村地区和有土壤的地区设计的。土壤可以过滤从有缺陷的化粪池系统中泄漏出来的任何污染物。但佛罗里达群岛是一个人口密度很高的地区，没有土壤，取而代之的是石灰岩基岩。这种基岩是多孔的，它允许人类排泄物从有缺陷的化粪池中泄漏出来，迅速进入地下水和近岸环境。
十年前，基韦斯特市将污水处理系统从化粪池系统升级为先进的废水处理系统。今天，整个佛罗里达群岛正在升级当地的废水处理，这些措施将消除海洋环境中的细菌来源。”
海伦-嗯，白痘病不仅是佛罗里达州的问题，而且是整个加勒比海地区的问题，那里普遍缺乏良好的废水处理，这意味着珊瑚礁仍然容易受到人类疾病来源的影响。另一个问题是，这种在世界各地都很常见的细菌，是否会给西大西洋以外的海洋生物带来问题。
凯瑟琳-粘质沙雷氏菌可能会影响世界其他地方的珊瑚或与人类污水有关的其他微生物。我们已经描述了大约20种珊瑚疾病，但我们只知道大约5种的原因。所以还有很多未知的东西。所以粘质沙雷氏菌可能会影响其他珊瑚并引起其他疾病症状，这些症状与白痘和不同珊瑚物种的症状不同。
海伦在美国国家科学基金会传染病生态学项目的资助下，凯瑟琳正在与罗林斯学院和佐治亚大学合作进行一项为期5年的研究，以了解病原体是如何感染珊瑚的，以及是什么导致了珊瑚礁上疾病的爆发——是气候变化和海洋变暖之类的因素吗?
凯瑟琳我们真正感兴趣的一件事是，当珊瑚生病和健康时，与它们相关的整个微生物群落。所以我们一直专注于收集粘液样本来培养病原体，在患病珊瑚和健康珊瑚中寻找病原体的存在。但我们也在研究整个微生物群落的粘膜层，我们正在分析整个微生物的DNA。我们要做的是比较患病珊瑚和健康珊瑚上的微生物群落。
正如我所提到的珊瑚黏液层和居住在黏液层中的微生物是珊瑚抵御病原体的第一道防线。当珊瑚健康时，存在于珊瑚层中的微生物可能在抵御病原体方面发挥作用。
因此，我们假设，当宿主珊瑚受到压力时，例如，海水温度升高对珊瑚造成压力时，存在于黏液层中的微生物群落可能会发生转移或变化。微生物群落的这种变化可能会促进感染。我们试图回答的一个问题是当微生物群落发生变化时是否会导致感染粘质沙雷氏菌还是SM在黏液层的到来和增殖改变了微生物群落?
那么哪个更重要呢?病原体的到来和微生物群落的变化?或者微生物群落的变化促进了病原体?
海伦白痘病的谜团可能已经解开了，但我们对珊瑚疾病还有很多不了解的地方，还有很多还没有完全诊断出来。
凯瑟琳-因此，当我们研究其他影响珊瑚的珊瑚疾病和许多未知因素时，我们只需要对可能的原因保持开放的心态。它可能是一种细菌，可能是一种病毒，也可能是一种真菌。所以你只能一次做一个，然后看看结果如何。
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凯瑟琳·萨瑟兰，罗林斯学院。
本月最佳生物——囊虫，一种透明的深海虾
与南安普顿大学的Jon Copley合作
我们请南安普顿大学的Jon Copley告诉我们他是否是一种海洋生物，他会是哪一种以及为什么。
乔恩我是Jon Copley，我是南汉普顿大学的海洋生物学家，让海洋生物学家选择一种他们想成为的海洋生物实际上是一个非常困难的问题，因为有这么多不同的生命形式，它们有如此不同的适应能力，所以很难选择。但是，如果要我选一种动物的话，我想我会选一种叫做囊虫的动物，它是一种生活在深海中的甲壳类动物，是一种叫做片足类动物的动物。不同寻常的是它是透明的。它的整个身体都是透明的，每个组织和器官都是透明的。这是比如看不见的人，我认为这是我在深海中遇到的最显著的适应之一。
所以它生活在大约一千米深的地方，这就是我们所说的“黄昏地带”，因为在最清澈的海水中，一些光线实际上可以到达大约一千米深的地方。但在大约200 - 300米以下，它非常非常微弱。事实上，水看起来是这种令人难以置信的发光的黑色;这是你能想象到的最深的蓝色。因为在大约一千米深的地方仍然有光，这意味着生活在这个模糊地带的动物仍然会投下阴影。所以那里的生活基本上是一场永恒的捉迷藏游戏，所有的动物都在寻找上面猎物的影子，它们都在拼命地避免在下面投下阴影。
所以我们得到了透明的动物，这是避免投射阴影的一种方法，就是让你的身体完全透明，变成隐形人。这就是囊体虫所做的，这些动物像虾一样，它们大约有4英寸长。当我在墨西哥湾的时候，我手里就拿着一个。它们有一双巨大的眼睛，它们头部的大部分，大约三分之一的身体就是一双眼睛。所以它们向上看，极其敏感的眼睛在寻找上方猎物的影子。然后，为了确保它们不会投射任何阴影，它们是完全透明的。
这太了不起了。想想你身体的所有器官，生物学上需要什么才能使这些器官透明透明，这是一种非凡的生物。
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乔恩·科普利，NOC
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