1994年末，在阿肯色州的德格雷湖附近，人们开始看到秃鹰在试图着陆并飞到岩壁上时错过了栖息的地方。在短短几个月内，29只动物死亡。在第一次事件发生两年后，又有26只老鹰因表现出类似的行为而死亡。当野生动物生物学家检查死鹰和其他受影响的水鸟时，他们发现大脑和脊髓有广泛的损伤。到1998年，在美国东南部至少发生了10次被称为禽空泡性髓鞘病(AVM)的新疾病，但没有人知道原因。
从那时起，研究人员就在这个案子上一点一点地取得进展。2005年，他们将这些死亡与一种新发现的蓝藻物种(后来被命名为水螅藻;这个属的意思是“鹰杀手”)，它生长在一种入侵植物(水螅)上，这种植物生长在鸟类死亡地点附近的人造水库中。在今天(3月25日)发表在《科学》杂志上的一项研究中，作者表明，这种蓝藻会产生一种神经毒素，这种毒素是这种疾病的病原体。具体来说，蓝藻结合了自然和人为引入的元素溴，当它从环境中季节性地获得时，形成了一种毒素，作者将其命名为aetokthonotoxin，即“杀死鹰的毒药”。
入侵植物水螅生长在乔治亚州的朱丽叶湖。吉姆ozier
“这篇论文代表了对一个巨大谜团的真正仔细和长期的调查，”迈克尔·斯托斯科普夫说，他是北卡罗来纳州立大学的野生生物学家和兽医，过去曾研究过AVM，但没有参与这项新工作。“当它第一次出现时，这是一个有趣的令人沮丧的诊断问题，”他补充说，现在这篇论文“讲述了一个重要的故事，说明如何可能弄清楚这些事情，在调查时采用多学科方法是多么重要，以及间歇性药物的毒理学是多么具有挑战性。”
死鹰之谜
2001年，苏珊·王尔德(Susan Wilde)是南卡罗来纳州的一名海洋科学家，当时她的丈夫给她看了一篇新闻报道，说在佐治亚州和南卡罗来纳州的斯特罗姆瑟蒙德水库(Strom Thurmond Reservoir)附近发现了至少16只秃鹰的尸体，她在那里完成了论文研究。她和她的同事汤姆·墨菲(南卡罗来纳州自然资源部的一名老鹰生物学家)推测，有毒藻类是造成死亡的原因，尽管调查人员没有在这些地点发现任何人为或藻类毒素或传染病病原体。
王尔德、墨菲和他们的合作者前往南卡罗来纳州的湖泊，那里有患有AVM的鸟类，他们发现所有这些水系统都有很多植物。他们确定，在南卡罗来纳、北卡罗来纳和乔治亚州，主要的入侵植物是H. verticillata，这是一种长茎多年生植物，有许多分支和小而尖的叶子，完全生长在水中。从印度引进来作为水族馆植物后，它入侵了东南部的水体。
王尔德现在是佐治亚大学的一名生态学家，她开始观察这些植物，看看是否能检测到生长在它们上面的蓝藻，这些蓝藻可能是毒素的来源。使用传统的分离蓝藻的方法——搅动和清洗植物的叶子——她没有发现任何蓝藻。然后，她转向荧光显微镜，这使她能够看到覆盖在植物叶子底部的蓝藻群。
王尔德解释说:“这种Aetokthonos被牢牢地粘在叶子上，以至于它就是掉不下来。”另外，“它们和叶子的颜色完全一样，所以真正观察它们的唯一方法是把整个叶子倒过来，然后在显微镜下用荧光观察，这样你就能看到蓝色色素。”在这一点上，它真的很明显，但直到你通过这些步骤，它才会被发现。”她从其他发现有神经损伤的鹰的地方索要植物样本，并在2005年发表的论文中确定，这种以前从未被描述过的蓝藻细菌也生长在这些植物上。
在这项新研究中，王尔德和他的同事们在实验室里培养了这种蓝藻，并用一根管子把它直接放进鸡的胃里，但鸡没有得到AVM。然后，研究小组直接从受影响地区的植物中分析了蓝藻，并检测到一种化合物，其配方与其他含有溴的毒素相似，而在实验室培养的Aetokthonos中没有发现溴。
研究人员发现水合藻叶片中的溴含量高于沉积物或水库水中的溴含量，并假设随着深秋气温的下降，导致较冷的深水与较温暖的地表水混合，Aetokthonos有更多的机会接触到从岩石和人类活动(如水处理厂)中滤出的溴，从而产生假定的毒素。他们对蓝藻的基因组进行了测序，发现该基因簇可能负责产生乙酰胆索毒素。
当研究小组在蓝藻培养物中加入溴化钾时，细菌产生了这种毒素。随后，研究小组证实，这种毒素可以杀死秀丽隐杆线虫和斑马鱼，并导致鸡的脑部损伤。
研究人员已经观察到的传播途径是通过食物链:较小的动物吃了受影响的植物，这些植物被较大的动物吃掉，然后生病。王尔德说，她计划建立一个公众可以参与的监测项目，通过报告行为怪异的小型动物或新的水螅入侵，然后可能会被控制。
苏珊·王尔德在南卡罗来纳州斯特罗姆·瑟蒙德水库对入侵植物水螅进行取样。Bond, Warnell School, UGA
神秘经久不衰
乔治亚州奥古斯塔大学(Augusta University)的野生动物毒理学家费斯·威利(Faith Wiley)说，除了支持监测项目外，这项新研究还为未来的工作奠定了基础。Wiley说:“现在我们确实有了这种毒素，它已经被识别出来，并且已经被分离出来，现在有很多其他的研究途径是我们以前无法获得的。”Wiley过去曾与Wilde合作进行过AVM研究，但没有参与这项新研究。
例如，她继续说，拥有纯化的毒素将使研究人员能够调查它是否会影响哺乳动物。威利解释说，最初，研究人员认为这种疾病只会影响鸟类，但可以感染AVM的动物名单已经扩大到包括爬行动物、鱼类和无脊椎动物。“哺乳动物的易感性一直是一个大问号。虽然有初步证据表明哺乳动物可能易受影响，但大多数已经完成的研究要么是不确定的，要么是无法证明任何哺乳动物实际形成空泡性髓鞘病。”王尔德证实，她的团队已经计划从老鼠开始。
另一个未来的方向是弄清楚“这种小有机分子引起这种症状的机制”，威廉·格威克说，他在加州大学圣地亚哥分校的斯克里普斯海洋学研究所研究蓝藻产物，但没有参与这项工作。“它的受体是什么?它干扰的酶是什么?”它是如何产生这种病理的?”
王尔德告诉《科学家》杂志，另一个悬而未决的问题是，鉴于这种毒素是脂溶性的，它是否会积聚在动物的脂肪组织中，还是鹰只是从猎物的内脏中摄取毒素。“不幸的是，鹰是一个非常好的哨兵，因为它们处于食物链的顶端，更有可能吃一些更容易捕捉的鱼或水禽，也许是因为它们含有毒素。”
S. Breinlinger等人，“猎杀鹰杀手:一种蓝藻神经毒素导致空泡性髓鞘病”，《科学》，doi:10.1126/ Science。aax9050, 2021年。
