藤壶Amphibalanus amphitrite对微塑料的非选择性摄食及其作为全球微塑料生物指示物的潜力

《Frontiers in Marine Science》：Non-selective feeding on microplastics in the acorn barnacle Amphibalanus amphitrite: the implications in assessing barnacles as global microplastics bioindicators

本综述通过系统研究条纹藤壶(Amphibalanus amphitrite)对微塑料(MPs)的摄食特性，发现其摄食行为不受生物膜、尺寸、形态和聚合物类型影响，仅与环境中MPs浓度正相关。这一非选择性摄食特性使其能真实反映水体MPs污染水平，结合其全球分布广、易采集等优势，论证了该物种作为全球海洋MPs生物指示物的应用潜力，为海洋塑料污染监测提供了新思路。

　　

引言部分系统阐述了微塑料(MPs)的海洋环境问题现状。自1907年首种合成塑料"贝克莱特"问世以来，全球年产生塑料废物约3亿吨，其中超过800万吨进入海洋。MPs(直径<5mm)在五大洋的浓度范围为0.04-4.98 items/m³，已有1300多种海洋生物被证实会摄食塑料。MPs通过吸附持久性有机污染物(如PCBs、PAHs)和浸出添加剂，对海洋生物造成炎症、生长繁殖抑制等毒性效应。当MPs进入水体后，会率先被细菌、病毒定殖，随后硅藻、甲藻等浮游植物分泌胞外聚合物(EPS)形成生物膜，这种表面特性改变可能影响滤食性生物的颗粒选择行为。

材料与方法章节详细介绍了实验设计。研究人员从香港乌溪沙海滩(22°25'44.0"N 114°14'06.4"E)采集基底直径4±0.5mm的藤壶个体，在实验室驯养7天后开展全因子实验。实验涵盖MPs的两种形态(微球/微纤维)、三种类型(聚乙烯PE/聚苯乙烯PS/聚酯)、两种尺寸(27-32μm和90-106μm)和三个浓度梯度(7.2/72/720 P/mL)，并设置生物膜(海水中培养3天/14天)与无生物膜对照组。通过扫描电镜(SEM)、流式细胞术和结晶紫染色法验证了生物膜随培养时间增加的定量变化。采用间接法测定48小时内封闭系统中MPs浓度变化来评估摄食选择性，并通过组织消化法量化体内累积量。

结果部分显示关键发现：生物膜的存在与否对藤壶MPs摄食量无显著影响；MPs摄食量与暴露浓度呈正相关，与尺寸、形态和类型无关；微球与微纤维的摄食量和体内累积量均无差异；在72和720 P/mL高浓度下，PE类MPs的摄食累积量显著高于PS。这些证据表明藤壶缺乏对MPs的摄食前和摄食后筛选机制。

讨论章节深入分析了藤壶非选择性摄食的机制与意义。与双壳类通过鳃和唇须进行化学介导的颗粒筛选不同，藤壶通过胸肢(蔓足)的规律运动形成"扫网"式滤食结构，缺乏专门的颗粒分选区域。其体内MPs负荷能真实反映环境污染水平，这种特性使其在生物指示物应用上优于具有选择性摄食行为的贻贝、牡蛎等滤食动物。研究者进一步论证了A. amphitrite符合理想生物指示物的多项标准：分类地位明确、全球分布、易于采样、体型小、繁殖率高、滤食方式专一且生物学背景清晰。

研究同时指出局限性：48小时暴露实验未能揭示慢性毒性效应；实验室静态条件与自然环境的温度、水流、捕食压力等动态因素存在差异。建议未来研究应关注环境因子季节性变化和生理状态(如繁殖周期)对MPs累积的影响，并通过中宇宙实验和功能生物标志物评估进行更生态相关的风险验证。

结论部分强调，A. amphitrite对MPs的浓度依赖性累积特性及其非选择性摄食策略，使其成为全球海洋MPs污染生物监测的理想候选物种。后续研究应重点探索环境因子与生理状态的交互作用对MPs归趋的影响及其生态毒理学效应。