水銀有毒的原因是什麼？自然界中含量多嗎？

日本的水俁灣本是一個安靜的漁村，1956年，陰暗籠罩了這裡。附近一帶的貓開始變得狂躁不安，步伐不穩。它們到處亂抓，驚聲尖叫，最後抽搐一下就死了。緊接著發生了更可怕的事情，一個年僅五歲的小女孩因走路不穩口齒不清就醫，但她的一系列癥狀都前所未見。兩天後，小女孩的姐姐也開始出現相似癥狀，並迅速惡化。

這種病被稱為水俁病。至今，水俁病已經帶走了兩千多人的生命。眾所周知，水俁病是水銀中毒導致的。甲基化後的汞（俗稱水銀）是一種有機態，非常容易被人體吸收。當地工廠把甲基汞釋放到海水中，被魚類、貝類吸收，通過食物鏈富集，人吃了就會中毒。

如今人們只知道甲基汞是一種很強的神經毒素，其它方面知道的不多。不過，一項新的研究能幫助我們更好地認識甲基汞。

微生物把汞甲基化，生成甲基汞，再通過食物鏈在動物體內積累，最後富集到人類身上。與工廠、礦洞排放的無機汞不同，甲基汞能穿過血腦屏障進入中樞神經系統，甚至能穿過胎盤，侵害到發育中的胚胎。但是還有太多問題搞不明白：是哪些細菌產生甲基汞？它們生長在什麼地方？又為什麼把汞甲基化呢？

2013年，位於美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室找到了微生物將汞甲基化的兩個基因——hgcA和hgcB。

近日，米爾恰·波達爾帶領該研究團隊下在更大範圍內進行這兩個基因的匹配工作。他們的樣品來自世界各地，涉及從甲殼蟲到人類的一系列動物。研究發現，能把汞甲基化的細菌種類繁多，甚至在一些意想不到的地方也有它們的身影。

橡樹嶺實驗室研究員德維恩·伊萊亞斯說：「萬萬沒想到的是，北極阿拉斯加正在融化的永凍層中甲基化基因拷貝數最多。」他說，這一發現令人擔憂，隨著氣候變化，每年的融雪會將封印在寒冰之中的水銀污染釋放出來。一旦它們逃到了凍土上，就又能合成令人膽寒的甲基汞了。

另一個意想不到的發現是，污水凈化廠和生物反應器彷彿富集了含有甲基化基因的細菌。對菌群基因活化進一步研究，能夠幫助我們探索這些設備是否生產了大量甲基汞。

他們還發現，這些甲基汞基因出現在了水生樣品中一些尚未培養或測序細菌里，這說明有毒產物在自然界可能十分常見。伊萊亞斯說：「細菌們在合成甲基汞，但我們對此一無所知。」

從某種意義來說，這些研究反而加深了人們的疑惑。

「一些我們本以為會有這些基因的地方卻沒有找到它們的蹤影，這對健康有重大影響。」馬里蘭州水濱市史密森環境研究中心的辛西婭介紹說。

重要的是，在人類內臟中並沒有找到這些基因，或者說，哺乳動物的腸道菌群一般不會有這些基因（有的話早就死翹翹了）。鳥類也是如此。然而他們在無脊椎動物身上的微生物中找到了甲基化基因。

另一個不可思議的事情是開放海域中也沒有發現合成甲基汞的基因。吉爾默說：「對人類來說，海魚是最大的甲基汞源，因此弄清楚海魚體內如何產生甲基汞至關重要。」儘管一些海洋魚類死於甲基汞的攝入，然後被端上餐桌，但海洋生態系統沒有找到攜帶這些基因的細菌。

沒有在海洋中找到這類細菌有兩種可能——一種是取樣的位置或深度恰好沒有攜帶汞甲基化基因的細菌；另一種，海洋中的甲基汞可能有別的來源，並不是細菌產生的。為此，他們準備到更深的水域進行採樣。

哈佛大學埃爾希·桑德蘭教授說：「總體而言，甲基汞這種代謝產物的普遍性著實出人意料。」

通過研究汞甲基化基因的分布，我們有希望解開最終的謎題——為什麼細菌進化出了汞甲基化基因。桑德蘭補充道：「如果我們知道了它們產生的原因，那麼我們就更容易預測甲基水銀污染可能發生在哪裡。」

而且，繪製汞甲基化基因地圖是一項頗有發展前景的事情，包括美國在內至今已經有15個國家加入了的水俁公約，這項協議由聯合國發起，旨在限制世界範圍內的甲基汞。（水俁這個詞取自整個甲基汞研究的起點——日本的水俁村。）

紐西蘭新不倫瑞克省羅格爾大學的托瑪爾·巴爾卡說：「在這個協議內，監控變得格外的重要，畢竟除此之外我們沒有別的方法知道工作是否取得成效。」

她補充道：「監測這些基因和它們在汞污染地區的表達將成為整個研究的有力工具。大家等我們好消息。」

原文鏈接：

Bacterial genes that turn mercury lethal mapped across world