基于图像的形态学分析方法用于研究绿海龟（Chelonia mydas）红细胞的形状，以探讨其作为环境生物标志物的潜在应用价值

《Aquatic Toxicology》：Image-based morphological characterization of the erythrocytic shape of green turtle ( Chelonia mydas) for its potential use as an environmental biomarker.

环境污染物导致绿海龟DNA损伤，传统MN测试耗时且依赖人工计数。本研究通过半自动图像形态学测量（分析350/只样本），发现栖息地人为压力高的区域（Akumal和Xcalak）绿海龟红细胞核异常频率（ENA）更高，核面积缩小，形态偏离椭圆形。方法优化后能快速区分不同栖息地条件，结果与之前污染物浓度、氧化应激及MN频率相关分析一致。

　　本研究聚焦于环境污染物对绿海龟（*Chelonia mydas*）的基因毒性影响，特别是通过分析红细胞核形态的形态学测量来评估不同栖息地条件下的差异。研究团队由六位科学家组成，分别来自墨西哥圣路易斯波托西自治大学的健康生态实验室。他们选择在墨西哥加勒比海沿岸的四个不同摄食地点进行研究，这些地点的环境受到不同程度的人类活动影响。研究的目标是探索基于图像的形态学测量方法在评估绿海龟基因毒性损害方面的应用，以替代传统、耗时且依赖人工观察的微核（MN）测试。

微核测试是一种用于检测染色体损伤的生物标志物，已被广泛应用于爬行动物的研究，包括海龟。该测试的优点在于其高度敏感性和对生物体的最小侵入性，这在保护物种的研究中尤为重要。然而，传统方法需要对每个个体进行1000至2000个细胞的计数，不仅耗时，而且容易受到观察者主观因素的影响，导致误判和结果偏差。因此，本研究提出了一种半自动化的测量方法，以优化这一过程，提高数据的准确性和可重复性。

在本研究中，团队对每个个体的350个红细胞核进行了形态学测量，这一过程在不同研究地点分别进行，总共采集了60只绿海龟的样本。他们收集了八个与红细胞核形态相关的指标，并将其与微核频率进行相关性分析。这些指标包括核的短轴、长宽比（AR）、焦点距离（FD）、圆形度和圆度等。通过非线性回归分析，团队试图从长宽比和焦点距离中推断出焦点距离参数，并评估核形态偏离椭圆形的情况。

研究结果表明，在人类活动影响较大的地点（如阿库马尔和克斯卡尔）捕获的绿海龟表现出最高的微核频率，同时核的面积最小，形态偏离椭圆形的程度最大。这说明核形态的变化可以作为环境压力的指标，反映出不同栖息地的健康状况。此外，研究还发现，绿海龟在这些受人类活动影响的地区，其红细胞核的形态学参数与微核频率之间存在显著的相关性。这表明，基于形态学的测量方法不仅能够有效识别基因毒性损害，还能够作为一种客观的工具，用于评估环境对生物体的影响。

在墨西哥加勒比海沿岸，绿海龟长期栖息于半岛尤卡坦沿岸的海湾中，这些区域的环境变化对它们的生存和健康产生了深远影响。近年来，随着旅游业和人类活动的增加，该地区的污染物浓度显著上升，包括持久性有机污染物（POPs）、重金属和大肠杆菌等。同时，自2015年以来，该地区出现了大量的水母（*Sargassum natans* 和 *Sargassum fluitans*）堆积，改变了海水表面的条件，如酸化、温度升高和溶解氧降低。这些环境变化已被与海洋生物的不良影响联系起来，包括珊瑚的减少和鱼类、甲壳类和软体动物的大规模死亡。

绿海龟作为典型的海龟物种，其红细胞核的形态变化与环境压力密切相关。研究发现，红细胞核的圆形度和长宽比在不同栖息地条件下并没有表现出显著差异，这提示需要进一步的研究来验证形态学测量方法在海龟中的适用性。此外，微核测试的结果显示，绿海龟在受人类活动影响的地区表现出更高的微核频率，而这些微核通常与化学污染物引起的基因毒性损伤有关。这表明，通过分析红细胞核的形态学特征，可以更有效地评估环境对绿海龟的影响，并为保护措施提供科学依据。

研究团队还指出，形态学测量方法在哺乳动物和软体动物中已被成功应用于区分正常和异常的细胞核。然而，在爬行动物中，这种方法的应用仍处于探索阶段。通过本研究的半自动化方法，团队能够在较短时间内完成大量红细胞核的测量，同时减少人为误差，提高数据的客观性和可靠性。这不仅有助于更准确地评估绿海龟的基因毒性损害，还为未来在其他系统中的应用提供了可能，例如人类健康研究。微核测试作为一项重要的预后工具，其在医学领域的应用已被广泛认可，而形态学测量方法的引入则可能进一步提高其在环境监测中的价值。

此外，研究还发现，绿海龟在不同栖息地条件下的红细胞核形态学参数存在显著差异。这些差异不仅与环境污染物的浓度有关，还可能受到其他生态因素的影响。例如，研究地点的水质、温度、盐度以及周边人类活动的强度都可能对绿海龟的生理状态产生影响。因此，团队在研究中不仅关注红细胞核的形态学变化，还考虑了这些外部因素对结果的影响。通过多变量分析，团队能够更全面地理解绿海龟基因毒性损害的成因，并为制定有效的保护策略提供支持。

本研究的成果与之前的研究报告一致，表明墨西哥加勒比海沿岸的绿海龟在受到人类活动影响的地区，其基因毒性损害和氧化应激指标显著高于生活在受保护区域的个体。这提示，绿海龟可以作为环境监测的“哨兵物种”，用于评估人类活动对海洋生态系统的影响。同时，研究还强调了形态学测量方法在提高环境监测效率方面的潜力，尤其是在需要大规模样本和快速分析的场景中。

为了进一步验证形态学测量方法的有效性，研究团队还探讨了该方法在不同环境条件下的适用性。例如，他们比较了受人类活动影响的地点与受保护地点的绿海龟样本，发现形态学参数的变化能够更清晰地反映出环境压力的程度。这表明，形态学测量方法不仅适用于绿海龟，还可能在其他生物中发挥重要作用，为环境监测提供更加多样化的工具。同时，该方法的半自动化特性也使其在实际应用中更加便捷，降低了对专业人员的依赖，提高了数据收集和分析的效率。

本研究的结论表明，红细胞核的形态学测量方法能够有效识别基因毒性损害，并为评估不同栖息地条件提供科学依据。这不仅有助于更深入地理解环境污染物对生物体的影响，还为制定针对性的保护措施提供了支持。此外，研究还指出，形态学测量方法的引入可能进一步提高微核测试的准确性和实用性，使其在环境监测和生态保护领域发挥更大的作用。绿海龟作为典型的海洋生物，其红细胞核的形态变化可以作为环境变化的指标，帮助科学家更好地评估人类活动对海洋生态系统的影响。

研究团队在本研究中采用的方法具有重要的实际应用价值。通过半自动化的形态学测量，他们能够在较短时间内完成大量样本的分析，同时减少人为误差，提高数据的客观性和可靠性。这种方法不仅适用于绿海龟，还可能在其他生物中推广，特别是在需要大规模样本和快速分析的场景中。此外，该方法的引入也能够为环境监测提供更加多样化的工具，帮助科学家更全面地理解环境变化对生物体的影响。因此，本研究的成果不仅对绿海龟的保护具有重要意义，还可能为其他生物的环境监测提供参考。

研究还强调了形态学测量方法在提高环境监测效率方面的潜力。传统方法需要对每个个体进行大量细胞计数，这不仅耗时，而且容易受到观察者主观因素的影响。而本研究提出的半自动化方法能够在减少样本量的同时，提高数据的准确性和可重复性。这表明，形态学测量方法不仅适用于绿海龟，还可能在其他生物中发挥重要作用，为环境监测提供更加多样化的工具。此外，该方法的引入也能够为环境研究提供新的视角，帮助科学家更全面地理解污染物对生物体的影响。

研究团队还指出，形态学测量方法的应用不仅限于绿海龟，还可能在其他生物中推广。例如，该方法可以用于评估人类活动对其他海洋生物的影响，为生态保护提供科学依据。同时，该方法的半自动化特性也使其在实际应用中更加便捷，降低了对专业人员的依赖，提高了数据收集和分析的效率。这表明，形态学测量方法不仅适用于绿海龟，还可能在其他系统中发挥重要作用，特别是在需要大规模样本和快速分析的场景中。

综上所述，本研究通过形态学测量方法，为评估绿海龟的基因毒性损害提供了新的工具。这种方法不仅能够有效识别环境污染物对生物体的影响，还能够提高环境监测的效率和准确性。研究团队的成果表明，绿海龟可以作为环境监测的“哨兵物种”，用于评估人类活动对海洋生态系统的影响。同时，该方法的引入也为其他生物的环境监测提供了参考，为生态保护和环境研究提供了新的视角。