中歐最受歡迎的度假勝地之一，瑞士蘇黎世湖的湖水變暖，為包括有毒藍藻Planktothrix rubescens在內的藻類大量繁殖創造了理想的環境。它有可能對人類、動物以及推動湖區經濟發展的旅遊業造成危害。
儘管有害藻華的記錄已有一百多年，但最近病例的數量和頻率急劇增加。
根據在主要科學期刊上發表的研究，蘇黎世湖絕非個例。藍藻現在威脅著世界上一些最大水體的生態福祉，包括非洲的維多利亞湖、美國和加拿大的伊利湖、中國的太湖、北歐的波羅的海以及西亞的裡海。它們還在西伯利亞東部的科科捷爾湖被發現，該湖毗鄰世界上最大的、最深和最古老的淡水湖貝加爾湖。貝加爾湖擁有世界上20%的未凍淡水儲量。
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藍藻爆發與大規模魚類死亡、野生動物死亡以及人類的肝功能衰竭和不可逆轉的神經系統疾病有關。
大多數藻類需要大量的磷才能生存，而其他藻類也需要氮。沒有比未經處理的汙水更好的磷來源了。自 20 世紀 70 年代以來，歐洲和其他地方的當地政府實施了廣泛的汙水處理計劃。
蘇黎世湖的湖泊修復計劃有效地消除了由湖畔城鎮和旅遊區的汙水和肥料徑流造成的富含磷的汙染。科學家和水文學家推斷，一旦浮游植物和藻類失去了所需的營養物質，有毒藻華將成為過去。
有一段時間，湖泊似乎又要變得清澈、安全，對度假者具有吸引力了。但是，蘇黎世大學植物生物學研究所的蘇黎世湖湖沼站的科學家托馬斯·波施研究員發現，儘管進行了數十年的修復工作，某些有毒浮游植物的數量再次上升。
波施研究蘇黎世湖已經十多年了。他發現，平均氣溫的升高以及隨之而來的地表水溫度變化，為P. rubescens 在近乎史詩般的比例下生存和繁殖提供了理想的條件。
波施說：“在 20 世紀 40 年代到 50 年代，西歐的所有湖泊都受到未經處理的汙水的影響。” “然後在 20 世紀 70 年代，我們開始處理廢水。問題解決了。”或者，他補充說，我們當時是這麼認為的。他的測量結果表明，自 1990 年以來，儘管磷的含量急劇下降，但整個湖泊的P. rubescens生物量一直在上升。其中一個原因是P. rubescens不需要大量的磷。它靠氮繁榮生長。
波施補充說：“氮的濃度並沒有減少多少。” “現在湖泊的化學成分有利於P. rubescens。”
當迴圈停止時，藻類爆發
導致P. rubescens成功繁殖的另一個因素是年度湖面溫度的變化。冬季的寒冷和夏季的溫暖之間的溫度梯度越大，湖水在自然對流中混合得就越多。這種迴圈使藻類種群的平衡保持了數百萬年。
隨著地表在冰凍的冬季後變暖，100 米以下的深處富含營養物質、缺氧的水上升到地表並重新充氧。較溫暖、富含氧氣的水迴圈到底部，完成迴圈。但是，隨著氣候變暖，湖面停止結冰。一旦發生這種情況，湖水就會停止混合。
較少的混合為P. rubescens創造了理想的環境，它具有光合作用，並在水面和大約 70 米的深度之間繁殖，那裡陽光微弱但仍然可以穿透。P. rubescens在解剖學上非常適合處理這種環境。它有一個氣泡，使其可以漂浮在 70 到 90 米之間。
然而，在 100 米以下的較高壓力下，氣泡會破裂，生物體死亡。過去，正常的混合每年會將這些浮游植物（包括藍藻在內的更大的微生物類別）旋轉到 100 米以下，從而殺死它們。現在，它們並不總是混合到其生存閾值以下。
正如波施所說：“湖面變暖會產生施肥效應。”無論對於蘇黎世湖還是對於世界各地的許多其他湖泊來說，這個結果都不是好兆頭。
位於義大利北部深水湖鏈一部分的南部阿爾卑斯山的加爾達湖也擁有大量的P. rubescens種群。埃德蒙·馬赫基金會（一個農業機構）的湖沼學和淡水生態研究小組的研究員尼科·薩爾馬索多年來一直研究這個湖。他說，P. rubescens佔該湖中發現的藍藻生物量的 85%。
加爾達湖及其在義大利北部湖區（包括科莫湖、奧爾塔湖和馬焦雷湖）的鄰近湖泊的健康是該地區經濟的基礎。
薩爾馬索說：“僅加爾達湖每年就吸引超過 2500 萬遊客。” 還有更大的科莫湖，它也有季節性的藍藻爆發。它的存在以及其他浮游植物的存在，使湖水看起來渾濁且毫無吸引力。
薩爾馬索說：“所有這些湖泊曾經都是貧營養的”，意思是營養濃度低、植物生長少，不支援生命。“控制藍藻的唯一方法是控制外部營養負荷。”
馬焦雷湖的成功修復工作已將該湖恢復到接近貧營養的狀態。在歐洲和義大利政府的大量資金投入下，居民和遊客希望在加爾達湖也能看到同樣的情況。
有毒的遺留物 P. rubescens及其在藻類和浮游植物世界的近親，包括其他幾種藍藻，對人們的威脅遠比看起來渾濁的水更嚴重。
薩爾馬索說：“藍藻會產生肝毒素和神經毒素。” “在歐洲不同[亞高山]湖泊型別中，人們對此非常關注。在歐洲，動物已經在某些受嚴重影響的湖泊中死亡。少量的藍藻毒素可能會產生很大的影響，你不會希望出現這種情況。”
現在，人們還懷疑藍藻是導致重大神經系統疾病的根源，這些疾病長期以來被認為是由於遺傳基因突變引起的。
在具有里程碑意義的科學論文中，研究員保羅·考克斯及其在懷俄明州傑克遜的民族醫學研究所的同事發現，藍藻會產生一種稱為 BMAA 的神經毒性氨基酸。在患有肌萎縮性脊髓側索硬化症 (ALS)、阿爾茨海默病和帕金森病患者的大腦中都發現了它。從流行病學上講，這種相關性並不牽強。
在新罕布什爾州馬斯科馬湖周圍的地區，繪製新的 ALS 病例的研究人員發現，在已知藍藻爆發地區的患者中，該疾病的患病率是正常發病率的 10 到 25 倍。在法國南部，那裡發生過大量的 ALS 病例，研究人員在當地一種受歡迎的美味佳餚牡蠣中發現了高濃度的 BMAA，牡蠣會濃縮毒素。
儘管科學家們不願將特定微生物與特定的疾病爆發直接聯絡起來，但許多觀察人士清楚地看到，氣候變化正在使世界對某些可能造成危害的生物體更加友好。藍藻與 ALS、帕金森病和阿爾茨海默病發病率之間的因果關係證據正在緩慢但穩步增加。
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