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为探究轮胎橡胶（TR）和道路灰尘（RD）颗粒对陆地食草动物的影响，研究人员以黄粉虫（Tenebrio molitor）幼虫为对象开展研究。结果发现，RD 和 TR 会影响幼虫的应激、免疫和消化相关生物标志物水平。这为评估交通相关物质的生态风险提供了依据。
随着全球交通基础设施的飞速发展，汽车数量与日俱增。在享受交通便利的同时，人们也面临着一系列环境问题。汽车行驶过程中产生的轮胎和道路磨损颗粒（TRWP），作为一种新兴的污染物，正悄然影响着生态环境。这些颗粒不仅会进入土壤和水生环境，还会通过附着在路边植被上，被食草无脊椎动物摄入，进而进入食物链。然而，目前人们对这种暴露所产生的影响知之甚少。为了填补这一知识空白，来自国外的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。
研究人员选用黄粉虫（Tenebrio molitor）幼虫作为实验模型。黄粉虫具有诸多优点，如生物学特性明确、便于实验室饲养、繁殖力强、生命周期较短且体型相对较大，常被用于各类理化和生物应激源的实验室测试。在本次研究中，研究人员重点关注两种交通相关物质 —— 轮胎橡胶（Tread Rubber，TR）颗粒和实地收集的道路灰尘（Road Dust，RD）对黄粉虫幼虫的毒性影响。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散 X 射线光谱仪（EDS）对 TR 和 RD 颗粒进行表征，以了解其形状、大小和化学组成。接着，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测热休克蛋白 70（HSP70）、金属硫蛋白（Mts）、溶菌酶（Lys）和防御素（Def）等蛋白质的水平；运用荧光法和分光光度法测定消化酶（蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶）的活性。此外，还对实验数据进行聚类分析，以探究不同处理组之间的差异。
研究结果如下：
- TR 和 RD 颗粒特征：TR 颗粒形状相对规则，粒径在 31μm 至 274μm 之间；RD 颗粒分为橡胶状和非橡胶状两类，粒径分别为 183 - 565μm 和 153 - 587μm。TR 化学组成相对稳定，RD 则高度多样化。
- 应激标志物水平：暴露于 RD 颗粒的黄粉虫幼虫脂肪体中 HSP70 水平显著降低；TR 和 RD 暴露组中，Mts 水平在脂肪体和肠道中通常下降，仅 1% RD 暴露组肠道中的 Mts 水平例外。
- 免疫标志物水平：一般情况下，Def 水平在各组织和材料中较为稳定，仅 2% TR 暴露组肠道中的 Def 水平显著高于对照组。Lys 水平在 4% RD 暴露组的脂肪体和肠道以及 2% TR 暴露组的肠道中显著升高。
- 消化酶活性：未发现消化酶（淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶）活性随材料浓度变化而产生显著差异。
- 聚类分析：脂肪体中保护参数水平的聚类分析显示，不同颗粒暴露组明显分离；肠道中消化酶活性的聚类分析表明，主要根据颗粒材料类型进行分组。
研究结论和讨论部分指出，实验表明黄粉虫幼虫摄入并排出了与食物混合的颗粒，这可能影响其应激、免疫和消化生物标志物水平。总体而言，暴露组的保护蛋白水平低于对照组，免疫标志物水平呈上升趋势，消化酶活性不受显著影响。这些不同的变化趋势可能与各类蛋白质在生物体内的作用有关。例如，保护蛋白通常在应激条件下上调，但本研究中交通相关物质却导致其下降。可能是因为本研究中锌等金属含量过低，无法诱导 Mts 生物合成，或者是因为黄粉虫幼虫没有污染暴露史，使得这些物质对其产生了抑制作用。免疫标志物水平上升，表明这类颗粒可能对黄粉虫幼虫具有免疫刺激作用。消化酶活性未发生变化，可能是由于实验中个体反应的高组内变异性，这可能与暴露时间长、个体的表型可塑性和适应性有关。此外，研究还发现，材料类型和浓度对生物标志物水平有显著影响，RD 因其更复杂的成分，在实验中引发的变化更多。
这项研究意义重大，它揭示了交通相关物质对陆地食草动物的潜在影响，为评估交通相关物质的生态风险提供了重要依据。然而，目前对陆地生态系统中与道路运输相关颗粒物的研究还十分有限，未来需要开展更多研究，包括急性毒性研究、基于生命史参数的毒性研究以及多代测试等，以更全面地了解这些颗粒物对生物的影响，为环境保护和生态平衡的维护提供有力支持。
