塑料还是天然？海洋垃圾对陆生寄居蟹壳偏好的影响及其生态演化意义

《Animal Behaviour》：Plastic or natural? The impact of marine debris on the shell preference of a terrestrial hermit crab

本研究针对塑料污染是否导致陆生寄居蟹（Coenobita compressus）出现壳偏好行为转变这一科学问题，通过野外调查和选择实验首次系统量化了塑料壳使用率。研究发现尽管塑料壳在环境中占比高达98.5%，但714只寄居蟹全部选择天然螺壳，选择实验进一步证实其强烈偏好天然壳（χ2=92.00, P<0.0001）。该成果发表于《Animal Behaviour》，为评估海洋垃圾对海岸带生物的生态演化影响提供了关键实证。

　　

在全球塑料年产量超过4.38亿吨的背景下，海岸带地区正面临严重的塑料污染威胁。作为海岸带生态系统的重要指示物种，陆生寄居蟹因其依赖螺壳作为"移动庇护所"的特殊习性而备受关注。近年来，社交媒体上频繁出现寄居蟹使用塑料瓶盖等人工制品代替天然螺壳的报道，甚至有学者提出这可能是生物对人为环境变化的适应性演化。然而，这种看似新奇的行为究竟是偶然现象还是普遍趋势？塑料壳是否真的比天然壳更具适应性优势？这些问题亟待科学验证。

为解答这些疑问，来自英国普利茅斯大学的研究团队选择哥斯达黎加的纳西特海滩（Playa Nancite）作为研究地点，该区域被记录为海洋塑料污染的热点区。研究人员通过系统性的野外调查、环境可用性评估和受控选择实验，对厄瓜多尔寄居蟹（Coenobita compressus）的壳选择行为进行了全面研究。

研究采用的关键技术方法包括：①标准化野外样线调查法（1000m2区域）进行寄居蟹种群普查和壳使用状况记录；②海岸带垃圾定量调查法（20个10×5m样方）评估天然壳与人工壳的环境可用性；③二元选择实验法（基于Elwood & Neil, 1992经典范式）测试寄居蟹对天然壳与塑料壳的行为偏好；④生物形态测量法（包括蟹体盾长CSL、体重及壳的容积重量比等参数）进行适应性特征分析。

野外调查结果显示：

研究人员在714只采集的寄居蟹中惊人地发现，所有个体都居住在天然螺壳中，没有一例使用塑料壳的现象。这些天然壳多数存在磨损或机械损伤（30.1%），表明壳资源在种群中代际传承的使用痕迹。最常被利用的螺壳种类包括粗糙蜒螺（Nerita scabricosta，32.8%）、天使墨西哥刺螺（Mexacanthina angelica，19.2%）等。与之形成鲜明对比的是，环境调查显示塑料壳的可获得性远超天然壳（66:1的比例），其中98.5%为塑料制品，主要为高密度聚乙烯材质的瓶盖（61.54%）和小型塑料瓶（24.25%）。

壳特性分析表明：

通过测量壳质量与内部容积的关系，发现塑料壳确实具有显著优势——在相同质量下能提供更大的内部空间（F_2,181=9.5, P<0.0002）。例如塑料壳平均重量为2.34g时容积达6.87ml，而天然壳平均重量4.53g却只有3.62ml容积。这一发现与Jagiello等（2024）提出的"能量节约假说"相吻合，即寄居蟹应偏好重量轻而容积大的壳。

选择实验结果显示：

93只寄居蟹在二元选择实验中表现出对天然壳的强烈偏好。76只个体首先探查天然壳，仅16只探查塑料壳（χ2=39.13, P<0.0001）；87只个体首次进入的是天然壳，仅5只进入塑料壳（χ2=73.09, P<0.0001）；最终92只个体全部选择天然壳（χ2=92.00, P<0.0001）。特别值得注意的是，那些曾短暂进入塑料壳的个体，都会在接触天然壳后迅速更换，且这种转换行为通常发生在极短时间内。研究还发现，较大体型的寄居蟹（体重较重者）更可能探查塑料壳（W=414, P<0.05），提示体型因素可能影响其对新型庇护所的探索行为。

讨论与结论部分指出：

本研究通过严谨的实验证据表明，尽管塑料壳在重量容积比方面具有理论优势，且环境中极易获得，但陆生寄居蟹仍然强烈偏好天然螺壳。这一结果直接质疑了"塑料壳偏好假说"，并提示社交媒体上观察到的现象可能源于报告偏差（Ladle et al., 2019）——人们更倾向于分享新奇罕见的行为记录。

研究人员提出两种解释：一方面，寄居蟹可能通过空壳链（vacancy chains）和争斗行为等社会性机制维持天然壳的种群内循环，降低了对新壳来源的依赖；另一方面，塑料壳虽然在物理参数上具有优势，但可能无法提供与天然壳同等的保护功能（如防止脱水、抗捕食等）。那些偶尔探查塑料壳的行为，更可能是评估错误或随机探查的结果，而非适应性选择。

尽管本研究未发现塑料壳使用的普遍证据，但研究者强调不应低估塑料污染对寄居蟹的潜在威胁。除了壳选择行为外，塑料还可能通过微塑料摄入、化学渗出物暴露以及致命性的困陷（如Lavers等2020年记录的瓶内困死现象）等途径影响种群。特别是考虑到本研究中较大个体更易探查塑料壳的现象，在天然壳资源极度匮乏的区域，塑料壳使用可能成为不得已的应急策略。

这项发表于《Animal Behaviour》的研究首次通过系统实证回答了关于塑料壳使用的关键科学问题，为理解人为环境变化对生物行为的影响提供了重要案例。研究强调，虽然当前尚未发现寄居蟹对塑料壳的演化偏好，但塑料在海岸带的普遍存在仍需引起高度重视，后续研究应扩展至不同物种和地区，并关注长期暴露的潜在生态后果。