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夏日時節，我們有時會看到湖泊或水庫的水面被一層厚厚的綠色“油漆”覆蓋，水體渾濁還伴有一股怪味。這就是讓人頭疼的“藍藻水華”。藍藻的生命力極其頑強，一旦暴發，好像怎麼撈都撈不盡。但大自然中有一個奇怪的現象：有時，這些鋪天蓋地的藍藻會在短短幾天內，突然自己“變白”並迅速消失。這背后藏著什麼秘密？針對這一現象，清華大學深圳國際研究生院陶益副教授、王瀟雄副教授團隊聯合清華大學環境學院胡洪營教授團隊，在微觀層面取得了關鍵突破，相關研究成果於近日發表。

過去，科學家們普遍認為，藍藻“大軍”的消退是一種“有計劃、有秩序”的撤退，就像細胞在“凋亡”，過程比較緩慢。但研究團隊發現，事情沒那麼簡單。“我在進行藻類試驗時，觀測到一個重要現象：當藍藻細胞內的活性鐵水平超過某一臨界值后，細胞膜損傷加。毎劳鏊俣蕊@著快於預期。”研究團隊成員、清華大學深圳國際研究生院博士生朱寅杰說。一個叫“鐵死亡”的概念進入了研究團隊的視野。

“這是一種鐵依賴性的細胞調節性死亡方式。”朱寅杰打了個比方，“你可以把它想象成：細胞內部因為鐵元素催化，發生了一場失控的‘火災’（脂質過氧化鏈式反應），最終把細胞膜‘燒穿’，導致細胞死亡。”

研究進一步揭示了這場“火災”的驚人傳播方式：先是“火種”被點燃，研究團隊將其稱作“原發性鐵死亡”，即在高溫、強光等環境壓力下，藍藻細胞內的鐵離子變得異常活躍，像打火石一樣，點燃了細胞膜上的油脂，產生大量能破壞細胞膜的活性過氧化產物。

更關鍵的是，死亡並不止步於單個細胞。相關活性物質還會作為“死亡信號”釋放出來，誘發周圍細胞發生同樣的死亡過程，即“繼發性鐵死亡”。實驗數據顯示，這種“繼發性鐵死亡”極其猛烈，能導致細胞種群內約45%的細胞經歷嚴重的膜結構崩解，而經歷“原發性鐵死亡”的細胞種群內隻有6%的細胞擁有崩解的膜結構。

“這種差異解釋了為什麼藍藻水華會出現種群層面的快速崩潰，‘死亡信號’一旦擴散，就會迅速引發整片區域的藍藻種群崩潰，也解釋了為什麼藍藻水華會‘突然消失’。”陶益介紹。

“這項研究的意義在於，它拓展了過去的傳統認知，為我們治理藍藻水華提供了全新思路。”陶益解釋，“如果我們能弄清楚並操縱這種‘死亡信號’，就有可能在水華剛剛暴發時，就模仿自然界的這一過程，從源頭上精准地‘引爆’並抑制它，而不是等水華形成后再費力去打撈。”目前，研究團隊正努力將這項實驗室裡的發現，轉化為能在真實環境中應用的技術。（記者鄧暉）