来源:Ecologies 发布时间:2026/5/25 13:21:06
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深海来客的“塑料”负担:微塑料如何在鳍足类动物体内悄然累积? | Ecologies

论文标题:Microplastic Exposure for Pinnipeds (Pinnipedia): A Rapid Review

论文链接:https://www.mdpi.com/2673-4133/6/2/26

期刊名:Ecologies (ISSN 2673-4133)

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

全球塑料产量呈指数级增长,据估计,高达10%的塑料最终会进入海洋。这些直径小于5毫米的微小塑料碎片,即微塑料,已成为无处不在的污染物,从赤道到两极,从海面到深海,无处不在。作为海洋生态系统的“哨兵”,海洋哺乳动物,特别是鳍足类动物(海豹、海狮、海象等),正通过食物链和直接摄入,无声地承受着这场“塑料迷雾”的侵袭。

来自俄罗斯圣彼得堡国立大学与亚罗斯拉夫尔·沃夫哥罗德州立大学微塑料研究中心的科研团队,在 Ecologies 期刊发表了一篇快速综述,系统梳理了全球范围内关于微塑料对鳍足类动物暴露情况的研究,为我们揭示了这一隐秘而紧迫的生态威胁。

研究方法

本研究采用系统性文献综述的方法,于2024年12月对PubMed和ScienceDirect两大数据库进行了全面检索。研究团队筛选出26篇符合标准的同行评审研究,这些研究涵盖了关于微塑料在鳍足类动物体内暴露的观测、实验或综述。通过对这些文献的提取与分析,团队总结了当前的研究现状、主要发现、方法学差异以及关键的知识空白。

图1.文献筛选流程图。每个类别(“主题”和“目标”)内的检索词使用布尔运算符“OR”进行组合,然后两个类别之间使用布尔运算符“AND”进行组合。星号(∗)为通配符,代表任意字符组(包括零字符)。

核心发现:无处不在的微塑料

高检出率:在分析的26项研究中,有22项 (84.6%) 在动物样本中检测到了塑料碎片,检出率在0%到100%之间大幅波动。

研究分布:现有研究主要集中在欧洲 (43%) 和北美 (24%),对南半球和亚洲地区的关注相对较少。

物种差异:超过一半的研究 (57%) 关注海豹科 (Phocidae) 动物,其中灰海豹是最常被研究的物种。对海狮科 (Otariidae) 的研究约占38%,而关于海象 (Odobenidae) 的研究仅有1项。

检测样本:大多数研究通过分析动物的粪便 (65%) 胃肠道 (31%) 来评估微塑料暴露,仅有一项研究在鲸脂中发现了微塑料,证实了微塑料在动物体内的转移现象。

微塑料的“旅行”:从摄入到累积

研究详细梳理了微塑料进入鳍足类动物体内的路径和最终去向:

• 摄入途径:微塑料可以通过两种主要方式进入动物体内。一是直接摄入,例如在捕食或呼吸时意外吞入海水中的塑料颗粒;二是更隐蔽的营养级转移——当它们捕食了体内已富集微塑料的鱼类等猎物时,塑料颗粒便随之进入更高营养级的生物体内。一项2018年的关键研究通过给圈养海豹喂食已知含微塑料的鱼,并在其粪便中发现了成分一致的塑料,首次为这一理论提供了实验证据。

• 体内分布:

o 胃肠道:8项研究在动物的胃或肠道中发现了微塑料,纤维是最常见的形态,蓝色和黑色最为普遍,成分多为聚酰胺 (PA,即尼龙)、聚乙烯 (PE) 和聚丙烯 (PP)。然而,在加拿大北极地区对环斑海豹和 bearded seal 的研究中,并未在胃内容物中发现微塑料,这提示了地域和物种间的显著差异。

o 粪便:粪便分析因其非侵入性而成为最常用的监测手段。研究发现,纤维同样是最主要的形态,而聚合物类型则更为多样,包括PE、PP、PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯) 等。研究还发现,人类活动密集区域附近的动物,其粪便中微塑料含量更高。

o 突破性发现:脂肪组织中的微塑料:2023年的一项研究在髯海豹的鲸脂中发现了微塑料,其大小从24.4微米到1387微米不等,70%为纤维形态。这一发现首次证实了微塑料能够穿过肠道屏障,通过循环系统迁移并储存在动物的脂肪组织中,揭示了其潜在的生物累积性。

方法学的挑战与未来方向

研究指出,当前该领域面临的最大挑战是研究方法的异质性,这使得不同研究的结果难以直接比较。差异主要体现在:

• 样本采集:分析的是全部胃肠道还是仅胃内容物?粪便样本是新鲜采集还是已风干?

• 提取方法:使用何种化学 (如KOH) 或酶解 (如蛋白酶K) 方法去除有机质?过滤时使用的滤网孔径 (从1.2微米到3000微米不等) 直接决定了能捕获的最小颗粒尺寸。

• 鉴定技术:仅凭显微镜目视识别可靠性较低。近年来,傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 已成为主流技术,能准确鉴定聚合物的成分。研究呼吁未来应采用标准化的操作流程,以提高数据的可比性。

• 污染控制:从样品采集到实验室分析的全过程中,防止环境中的微塑料 (如空气中的纤维) 污染样品至关重要。一些严谨的研究会使用棉质实验服、层流罩并设置空白对照。

未被解答的疑问:健康影响与知识鸿沟

尽管已证实微塑料的存在,但其对鳍足类动物健康的实际影响仍是最大的未知领域。仅有一项研究尝试将微塑料暴露与其他污染物联系起来,发现地中海僧海豹粪便中微塑料含量与邻苯二甲酸酯 (一种塑料添加剂) 浓度呈正相关,但并未能证实其导致了特定的内分泌或生殖问题。

然而,在其他哺乳动物 (如骆驼、水牛) 的研究中,已观察到摄入塑料可导致胃肠道损伤、病原菌感染甚至器官衰竭。因此,明确微塑料对鳍足类动物生理、免疫和繁殖健康的潜在危害,是未来研究的重中之重。

研究总结

这篇综述为我们描绘了一幅令人担忧的图景:作为海洋环境健康的指示物种,鳍足类动物已广泛暴露于微塑料污染之中。塑料颗粒不仅存在于它们的消化道,更已“潜入”脂肪组织。

未来研究亟需在以下几个方面取得突破:

1. 厘清营养级转移的全过程。

2. 探究微塑料在体内不同器官 (如血液、胎盘) 的迁移与累积规律。

3. 评估微塑料长期暴露对动物健康的病理学影响。

4. 推动研究方法的标准化,以实现全球数据的整合与比较。

正如研究所言,鳍足类动物作为富有魅力的海洋大型动物,能够唤起公众对塑料污染的关注。在我们享受它们带来的美好时,更有责任通过严谨的科学探究,为它们,也为我们自己,找到与塑料污染共存的解决方案。

Vainberg, A.; Abakumov, E. Microplastic Exposure for Pinnipeds (Pinnipedia): A Rapid Review. Ecologies 2025, 6, 26.

https://www.mdpi.com/2673-4133/6/2/26

Ecologies期刊介绍

主编:José Ramón Arévalo Sierra, University of La Laguna, Spain

期刊主要发表涵盖个体至生态系统多层次的生态学理论与应用研究,聚焦生态系统功能、生物多样性保护、全球变化响应及人类活动影响等前沿主题。

2024 Impact Factor
1.9
2024 CiteScore
3.0
Time to First Decision
23 Days
Acceptance to Publication
5.5 Days
 
 
 
 
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