从被退稿到抢占“无人区”！蓝藻水华“集体消亡”之谜被破解

南都讯 记者伍曼娜 通讯员吴鸿瑶

蓝藻大规模暴发不仅导致水下生物窒息死亡，无人区更严重威胁饮用水安全与人体健康。从被然而，退稿体消自然界中存在一个长期被忽视的到抢反常现象：藻华往往在短短数日内突然消退，水面上的占蓝藻水“绿毯”仿佛瞬间消失。

清华大学深圳国际研究生院（以下简称“清华SIGS”）副教授陶益、华集王潇雄团队，谜被联合清华大学环境学院胡洪营教授团队，破解敏锐捕捉这一现象，无人区在蓝藻细胞中系统解析了“铁死亡”的从被调节性细胞死亡机制，揭示了藻华快速消亡的退稿体消自然奥秘，为源头精准遏制藻华提供了全新思路。到抢

近日，占蓝藻水相关成果以“铁催化活性脂质过氧化产物触发藻华种群快速死亡”（Iron-catalyzed active lipid peroxides drive ultrafast collective cell death in blooming algae）为题，华集发表于国际顶级期刊《科学》（Science）。谜被

论文第一作者朱寅杰，通讯作者陶益、王潇雄（从左至右）。

拨开迷雾：揭示藻华种群“快速消亡”之谜

为了揭开藻华快速消失的秘密，论文第一作者、清华SIGS 2021级硕士生（现2024级博士生）朱寅杰在2021年的藻类试验中观察到一个关键现象：当藻细胞内活性铁水平超过临界值时，细胞膜损伤加剧，细胞死亡速度显著超出预期。

“铁死亡”概念源于2012年生命科学领域的肿瘤细胞研究。清华SIGS团队在复盘数据时发现，部分曾被忽略的指标显示，蓝藻细胞内的氧化应激和铁代谢相关通路被同步激活。经过多重分析与验证，团队提出假设：蓝藻水华的快速消亡，是否存在类似“铁死亡”的驱动机制？

为验证这一假设，团队在滇池开展了系统的野外监测。研究发现，蓝藻细胞富含铁离子和脂质，在环境压力下，铁离子异常活跃，进而“点燃”脂质的过氧化链式反应，生成铁催化活性脂质过氧化产物。这类物质通过两种路径导致细胞死亡：

1. 原发性铁死亡：分子构象改变，破坏细胞膜生物物理特性，造成结构缺陷，直接导致细胞死亡。
2. 继发性铁死亡：作为“死亡信号”从细胞膜脱落，被周围细胞接触后诱发同类死亡。

信号一旦传播，便以“星火燎原”之势引发种群崩溃，产生显著的“旁观者效应”。

团队指出，该研究突破了传统认为“凋亡驱动藻华崩溃”的认知局限，为理解藻华快速消亡提供了新范式。“若能操纵这种信号分子，即可师法自然，在早期抑制藻华暴发。”陶益表示，这将为全球藻华治理带来革命性新思路。

交叉融合：构筑科研创新“底座”

“这项研究最大的破局点，在于学科交叉。”陶益指出，成果诞生不仅源于对“异常”现象的敏锐捕捉，更得益于交叉融合带来的创新灵感。

在清华SIGS，打破边界、合作共赢是科研常态。陶益来自环境与生态研究院，长期聚焦协同减污降碳及藻类水华防控；王潇雄来自海洋工程研究院，主攻电过滤分散式水处理技术。两人合作逾十年。

解开这一科研“谜团”需多学科知识支撑：
* 陶益：负责藻华自然现象理解、概念设计、机制挖掘及生态学阐释。
* 王潇雄：从催化过程和工艺角度提供应用设想。
* 胡洪营教授：在概念设计和思路拓展上给予关键指导。
* 曹焕生助理教授：通过生物信息学分析丰富研究维度。

学科交叉不仅体现于人员协同，更在于平台与思维的深度交融。依托清华SIGS开放共享的科研平台及设备共享机制，团队整合了生态、环境、生物、物理、材料等多领域资源，采用流式细胞仪、无标记活细胞显微镜、电子显微镜等高端设备，成功打通了跨学科研究壁垒。

四年磨剑：从被退稿到抢占“无人区”

交叉融合在带来突破的同时，也意味着团队必须闯入“无人区”，直面重重挑战。

由于需参考哺乳动物细胞铁死亡文献，并在原核生物蓝藻上构建整套研究方法，环境工程领域几乎无现成方法可循。团队在方法论上跨界“拓荒”，从头学习构建算法、摸索试验药剂。

2023年底，团队尝试向环境类期刊投稿。历经半年等待，因研究领域交叉性强、缺乏对口审稿人而被退回。团队未因此气馁，而是将微观生物学机制拓展至宏观生态学现象解释，凭借更扎实的研究成果，最终将论文投递至《科学》期刊。

此次，他们收获了高度认可。《科学》期刊三位审稿人均给予极高评价，认为该发现对藻类领域意义重大，研究方法和思路极具创新性，并鼓励团队进一步探索藻类水华防控的新方法。

陶益（第一排左三）与学生在污染河道治理现场。

碧水安澜：携“中国良方”走向世界

“我们做研究的出发点，是解决真问题。”陶益的教导让朱寅杰记忆犹新。将论文写在祖国大地，是清华SIGS科研团队不变的追求。

长期深耕深圳水环境治理实践，为团队理解复杂水体生态、推动理论向工程转化奠定了坚实基础。二十多年来，清华SIGS团队先后参与水源安全保障、污水净化再生、茅洲河/大沙河/深圳河治理、红树林保护、赤潮防治及深圳湾治理战略制定等工作。团队瞄准环境治理“硬骨头”，守护深圳绿水青山，并将“深圳经验”推广至滇池、太湖等地，深度服务国际大科学计划，以绿色行动影响全球。

深圳市“十五五”规划纲要提出，加快全面绿色转型，打造可持续发展先锋。清华SIGS团队正是这一目标的“先锋队”。目前，陶益、王潇雄团队正致力于将研究成果转化为工程化应用，推动“源头清藻”从实验室走向广阔自然水体，为守护绿水青山贡献清华智慧与力量。

(责任编辑：综合)