论文标题：Baleen–Plastic Interactions Reveal High Risk to All Filter-Feeding Whales from Clogging, Ingestion, and Entanglement

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-1924/5/1/4

期刊名：Oceans

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/oceans

研究背景

塑料具有持久性和普遍性，在紫外辐射、海水化学作用以及波浪、潮汐和洋流等机械力的共同作用下，会逐渐破碎成更小的碎片。目前海洋中已漂浮着超过170万亿个塑料碎片，每年流入海洋的新塑料输入量约为50万吨。塑料的停留时间长，如果不被清除，它们将有更充足的时间破碎并扩散。

塑料在水生环境中通常漂浮在水面上，因此大多数生物都容易接触到它们。大型滤食生物因多种原因而面临更高的塑料摄入风险。作为地球上体型最大的动物，鲸类（哺乳纲：鲸目）面临极高的塑料摄入风险。它们在摄食过程中需吞入并过滤大量含有猎物和塑料的海水，因此极易通过须板过滤器直接或间接捕获塑料。然而，须板这一角蛋白结构的口腔过滤器在塑料捕获和累积方面的作用长期被忽视。

美国研究学者Alexander J. Werth等人研究了以掠食为生的北大西洋露脊鲸（Balaenidae）和三种以突袭为生的须鲸（Balaenopteridae）的鲸须，聚焦于鲸须这一特有的口腔过滤结构在塑料捕获中的关键作用，旨在更准确地评估塑料过滤和摄入对鲸类造成的具体风险，并探索潜在的缓解与预防途径。

研究过程与结果

材料与方法

本研究选用了座头鲸（Megaptera novaeangliae）、长须鲸（Balaenoptera physalus）、普通小须鲸（Balaenoptera acutorostrata）和北大西洋露脊鲸（Eubalaena glacialis）的鲸须板，系统测试了不同尺寸、形状、聚合物类型的塑料以及塑料降解残留物的捕获率，为揭示须鲸面临的塑料污染风险提供了扎实的实证数据。

在实验设计上，作者将鲸须切割组装成模拟体内正常排列的 “迷你支架”，在循环水槽中通入包含五种形状（碎片、纤维、微珠、泡沫球、塑料颗粒）、三种尺寸（微塑料 < 5mm、中塑料 5mm-2.5cm、大塑料 > 2.5cm）、六种聚合物类型（PET、HDPE、PVC, LDPE, PP, PS）的塑料污染物，同时还测试了塑料浸出的化学残留物。通过水下相机记录，采用在30秒实验时间内通过视频记录视野的可见塑料碎片总数的百分比（=N粒子捕获率或NCR）来获取更精准的数据。

实验装置示意图

结果

实验结果显示，鲸须对塑料的捕获具有显著的选择性和普遍性。所有测试物种的鲸须均能捕获各类塑料，平均捕获率达 29.53%。其中，泡沫塑料的捕获率最高，达到 42.67%，其次是碎片35.67%、纤维27.67%、塑料颗粒23.67%和微珠17.0%。不同物种的鲸须在捕获特性上存在差异：北大西洋露脊鲸的鲸须对微珠和塑料颗粒捕获率最高，而座头鲸的鲸须则在捕获塑料碎片方面表现最为突出。

聚合物类型对捕获率也有影响，聚苯乙烯（PS，38%）和低密度聚乙烯（LDPE，33%）的捕获率显著高于其他类型，而聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯的捕获率最低。

值得注意的是，鲸须的不同区域对塑料的捕获效率也存在差异，露脊鲸须背侧和后部区域的捕获能力略高于其他区域，且背侧中央区域的总体捕获率略高。

完整鲸须架九个不同位置的鲸须切片

研究了鲸须对塑料降解渗出的化学残留物的捕获能力，结果证实四种受试鲸类的鲸须均能捕获残留物，但是他们在捕获或粘附塑料残留物方面表现没有显著差异。

未被鲸须横向截留或缠绕于须缘的塑料颗粒会绕过滤器，在口咽部附近累积并被摄入。缠绕会增加堵塞并减少摄入的颗粒总数，但它也会干扰横向流动猎物-水分离过程。

研究总结

当前，海洋塑料污染已成为全球性环境难题。须鲸是微塑料污染的生态系统哨兵。研究表明，它们在觅食时每天可能摄入数百万个人类制造的微粒。它们巨大的捕食量和滤食行为使它们面临风险。然而，须鲸（须鲸的口腔过滤结构）在这一过程中的作用尚未得到充分研究。

作者利用四种鲸类（长须鲸、座头鲸、小须鲸和北大西洋露脊鲸）的须鲸组织，在流动水槽实验中测试了不同尺寸、形状和聚合物类型的塑料以及降解塑料渗出的化学残留物的捕获率，所有这些物质都会积聚在须鲸的过滤器中。膨胀聚苯乙烯泡沫是最容易被捕获的塑料类型，其次是碎片、纤维、塑料颗粒和球形微珠。塑料颗粒和微珠颗粒最容易被露脊鲸的须鲸捕获，而碎片则最容易被座头鲸的须鲸捕获。尽管不同聚合物类型之间的差异并非均具有统计显著性，但漂浮性聚合物最易被鲸须捕获。鲸须滤器各区域均能捕获塑料，但背部和后部区域的鲸须捕获效率更高。鲸须与塑料相互作用可能带来多种风险，包括滤器堵塞和损伤，从而妨碍觅食。作者推测，塑料对某些鲸类物种的风险更高，这与滤器孔隙率、食性、栖息地与地理分布，以及觅食生态与行为等多种因素相关。特定海域的一些鲸类物种尤应关注，因为这些区域塑料密度较高。作者建议，应优先减少人类对塑料的依赖，限制塑料进入海洋的途径，并开发可生物降解的替代材料。

这项研究首次系统阐明了鲸须在塑料捕获中的核心作用，证实了须鲸通过鲸须直接捕获塑料是其面临污染风险的重要途径。研究不仅为评估须鲸的塑料暴露风险提供了精准的量化数据，还为制定针对性的保护策略提供了科学依据。

Oceans 期刊介绍

主编： Prof. Dr. Beatriz Morales-Nin, Mediterranean Institute of Advanced Studies CSIC-UIB, Spain

期刊主题涵盖海洋地质，海洋气候和气象学，古海洋学，海洋环流，海洋化学和生物地球化学，海洋生态学与生物学，海洋资源 (如渔业、水产养殖和采矿)，海洋工程，海洋建模，海洋治理，业务海洋学，沿海的研究，深海研究等。

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