《Limnologica》：Exceptionally large clumps of
Microcystis wesenbergii on Río de la Plata beaches driven by changes in wind direction
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Microcystis wesenbergii藻华在乌拉圭拉普拉塔河口形成1.5厘米直径藻团，水体及沉积物检测到高浓度微囊素，风力驱动藻华迁移与沉积，需纳入气候变化的监测研究。
Sylvia Bonilla | Bernardo Zabaleta | Patricia Vaz | Lucila González Etchebehere | Signe Haakonsson | Jimena Risso | Bruno D’Alessandro | Daniel Sienra | Analía Urban | Tania Hernández | Tania Trasante | María Belén Islas | Luis Aubriot
乌拉圭共和国大学浮游植物生理学与生态学研究小组
摘要
Microcystis wesenbergii是一种全球分布的蓝细菌。2024年3月，这种蓝细菌在乌拉圭拉普拉塔河（Río de la Plata）北部海岸沿线40公里的范围内发生了前所未有的大规模繁殖。通过对目视观察、湖沼学数据、16S rRNA检测以及卫星图像的分析，研究人员对该现象进行了研究。这些大型、独特的菌落形成了直径达1.5厘米的团块，分布在海岸线和沙地上。这种前所未见的菌落形成可能得益于M. wesenbergii的生物学特性、其相关的细菌微生物组以及环境条件。数公顷的沙地被分解的蓝细菌生物量覆盖，深度可达7厘米。水样中的微囊藻毒素含量为94–102 μg/L，而岸边分解生物量中的微囊藻毒素含量为0.008–9.8 μg/g（湿重），这给休闲活动带来了较高的蓝藻毒素暴露风险。卫星图像显示，风向和风速是导致蓝藻向海岸迁移并在几天后被冲刷走的关键因素。这突显了局部因素在解释大型沿海生态系统中蓝细菌动态变化中的重要性。因此，应将风向和风速纳入监测计划，作为预测蓝藻繁殖的关键变量。在气候变化的背景下，未来地表风型的变化也可能影响沿海地区的蓝藻繁殖动态。需要更多研究来确定M. wesenbergii繁殖的趋势及其对人类健康和生态的影响。
引言
Microcystis属的蓝细菌繁殖是淡水生态系统中最常见且规模最大的现象之一，对全球生态系统产生了显著且日益增长的影响（Gobler等人，2024年；Harke等人，2016年；Huisman等人，2018年）。这些蓝细菌繁殖通常会产生微囊藻毒素，这是一种强效的肝毒素，威胁人类和动物的健康，并阻碍或限制诸如休闲活动等生态系统服务（Harke等人，2016年；Wilhelm等人，2020年）。Microcystis属的繁殖是淡水富营养化的结果，但有时会通过河流或渠道传输进入河口生态系统，在那里由于能够耐受低盐度环境而长期存在（Bormans等人，2020年；Martínez de la Escalera等人，2017年；Phlips等人，2025年；Reignier等人，2024a）。河口富营养化环境中的蓝细菌繁殖动态最终取决于河流排放量与海水入侵之间的水量平衡（Bianchi，2007年；Wurtsbaugh等人，2019年；Zepernick等人，2023年）。此外，蓝细菌的分布范围和覆盖面积会随着当地风向的变化而迅速改变（Kanoshina等人，2003年；Robson和Hamilton，2003年）。
拉普拉塔河（Río de la Plata）是世界上最大的河口之一，其流域面积约为300万平方公里，人口约1.2亿。该河口接收多条大河流的排放物，尤其是巴拉那河（Paraná）和乌拉圭河（Uruguay），几十年来一直存在明显的富营养化现象（García-Alonso等人，2019年；Nagy等人，2002年）。在河口北部海岸（乌拉圭海岸），经常观察到蓝细菌繁殖现象，这些地区是重要的休闲场所（De León和Yunes，2001年；Mu?oz等人，2024年）。每年夏天约有400万人前往蒙得维的亚（Montevideo）及其周边地区40公里的沙滩，使其成为该国大部分人口最喜爱的休闲目的地（根据当地政府统计）。
拉普拉塔河口的蓝细菌繁殖现象十分复杂，涉及不同空间和时间尺度上的多种因素相互作用。携带高浓度蓝细菌生物量的大河流的排放模式影响了蓝细菌进入河口的过程（Aubriot等人，2020年；Kruk等人，2021年；Maciel等人，2023a），随后这些蓝细菌可能在河口继续生长（Zabaleta等人，2023年）。在这些繁殖事件中，主要出现的蓝细菌类型是Microcystis aeruginosa复合体的聚集性菌落形态种（Bonilla等人，2024年；Haakonsson等人，2017年；Martínez de la Escalera等人，2025年）。在本研究中，我们结合了目视监测数据、湖沼学数据和遥感信息，分析了蒙得维的亚海滩上一次规模空前的Microcystis wesenbergii单一种类繁殖现象。
现场采集的数据及微囊藻毒素分析和16S rRNA测序
我们使用了半定量浮沫警报数据（2024年1月2日至3月22日），这些数据由蒙得维的亚市政府（Intendencia de Montevideo，IM）提供，来自沿大约40公里海岸线分布的31个观测点（图1）。根据这些数据，可将蓝细菌在海岸线的存在分为三类：0表示无蓝细菌；1表示分散的菌落；2表示浮沫。当出现第2类情况时……
繁殖现象描述
2024年3月（15日至19日），蒙得维的亚海岸线出现了异常大规模的Microcystis wesenbergii繁殖现象，其特征是形成了直径为1.0至1.5厘米的大型球形菌落（图2A、B和C，表1）。显微镜下的定性和定量分析显示，样本中唯一检测到的蓝细菌为M. wesenbergii。这些菌落呈裂片状，直径在500至2000微米之间，细胞直径为5.8±0.2微米。
与大型菌落形成相关的因素
我们的数据揭示了生物和环境条件的共同作用，导致了这次前所未有的Microcystis wesenbergii大规模繁殖现象。这些宏观菌落对休闲活动构成了高风险。据我们所知，本研究中观察到的Microcystis wesenbergii宏观菌落是迄今为止发现的最大规模的。蓝细菌产生的黏液以及其中的细菌可能促进了其聚集行为。
结语
M. wesenbergii在某些富营养化水域中表现出扩张趋势，例如中国和新西兰，这归因于其形成大型菌落的能力，从而增强了其竞争力和持久性（Ma等人，2016年；Mulling等人，2014年；Xu等人，2008年）。在我们的研究中，M. wesenbergii可能是由于温度、盐度和风等因素的共同作用而占据优势，从而取代了其他菌落形态种。
(Bormans等人，2023年；Martínez de la Escalera等人，2017年；Martínez de la Escalera等人，2025年)
Daniel Sienra： 数据整理。
Jimena Risso： 数据整理。
Bruno D’Alessandro： 研究工作、数据整理。
Tania Trasante： 研究工作。
María Belén Islas： 数据整理、撰写与编辑、可视化处理、研究指导、资金申请、数据分析、概念构建。
Analía Urban： 研究工作、数据整理。
Tania Hernández： 研究工作、数据整理。
Lucila González Etchebehere： 研究工作、数据收集。
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
本研究部分由Maggiolo IM-乌拉圭共和国大学项目（项目编号42）资助。我们感谢Natalia Badagian和Beatriz Brena在ELISA分析方面的帮助，感谢Elena Galvanese在采样方面的协助，以及Dermot Antoniades对英文稿件的修改。
