近日，自然资源部第三海洋研究所海洋生物多样性实验室的海洋生态毒理学课题组依托“自然资源部北部湾滨海湿地生态系统野外科学观测研究站”（以下简称野外站）在红树叶片表面中微型塑料垃圾（MMPs）的生物富集和生物效应研究方面取得新进展。研究结果以“First evidence of meso- and microplastics on the mangrove leaves ingested by herbivorous snails and induced transcriptional responses”为题发表于国际知名期刊《Science of the Total Environment》（IF=10.753，中国科学院期刊分区表1区TOP）。
素有“海岸带卫士”之称的红树林位于陆海交界的过渡地带，极易受到来自陆、海塑料垃圾污染的双重影响。再加上红树林的根系、树干和树冠结构错综复杂，使其成为塑料垃圾的天然过滤网和聚集区。但当前研究主要关注塑料垃圾在红树林水体、沉积物和生物体中的赋存特征与来源分布，极少关注其在红树叶片表面的污染状况。红树叶片表面覆盖有较厚的蜡质层，使其易于吸附塑料等疏水性物质，虽然有研究认为红树叶片是海水和空气中微塑料重要的“汇”，但吸附在红树叶片表面的塑料垃圾是否会被栖息在枝叶上的生物摄食、富集并诱导产生生物效应？目前还未见相关的研究报道。
黑口滨螺（Littoraria melanostoma）是红树林中的优势种，它栖息于红树枝叶上，无选择性地摄食新鲜的红树叶片和叶片表面的真菌、微藻或表皮植物细胞，属于植食性机会主义摄食者。课题组依托野外站在北部湾四大典型红树林湿地，分别位于北海的金海湾（JHW）和大王步村（DWB）、廉州的新田村（XT）以及防城港的石角村（SJ），开展现场调查时发现，泡沫塑料（EPS）普遍吸附于SJ红树林的红树叶片表面，尤其在内滩最为明显，同时还发现黑口滨螺与EPS共存在红树叶片表面。通过深入调查和研究，本研究取得以下主要发现：（1）MMPs包括中型塑料（5 mm−25 mm）和微塑料（1 μm−5 mm）在红树叶片上的含量（0.01 ± 0.00−0.42 ± 0.15个cm-2）略高于上海陆地观赏植物叶片上的含量（0.07−0.19个cm-2），MMPs在北部湾黑口滨螺消化道中的含量在全球范围处于中下水平；（2）MMPs在SJ红树叶片表面的含量显著高于其它红树林，并且EPS占比最高，这是由于SJ红树林周边分布了大量的蚝排，作为当地养殖牡蛎和鱼类的重要设施，蚝排上安装了大量的EPS用于增强浮力和固定养殖设备。这些蚝排由于天气和人为原因而遗失或丢弃后易成为“幽灵渔具”，进入红树林被截留后可能是造成泡沫塑料大规模污染的重要原因；（3）对MMPs的含量、比例、检出率等数据进行相关性分析后发现，通过红树叶片是MMPs进入黑口滨螺体内的有效途径，且尺寸越大和分布越广的EPS更容易被滨螺“偶遇”并摄食；（4）通过高通量转录组测序和生物信息学分析，我们挖掘出黑口滨螺消化腺中的11个涉及到代谢、肠粘膜免疫系统和细胞信号转导的敏感基因，有望作为指示环境浓度MMPs生物效应的潜在生物标志物，为将来的生态预警监测和风险评估奠定基础。此外，MMPs表面附着的大量硅藻，尤其是有害藻类，也可能会提高MMPs的生态风险。总的来说，本研究结果为揭示红树叶片上MMPs的行为、来源和生物效应提供了全新视角，有助于全面了解塑料垃圾在红树林生态系统中的生物地球化学循环，并为建立基于全生命周期的蚝排等养殖装置的科学管控体系提供科技支撑。
方超副研究员为论文的第一作者，薄军研究员为通讯作者。研究工作得到了自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费长期观测与研究项目“北部湾典型海洋生态系统观测与研究”、自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费、福建省自然科学基金面上项目和厦门市青年创新基金项目的资助。
论文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S0048-9697(22)08344-9.
