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为探究金属污染对珊瑚健康的影响，研究人员以巴西 3 种珊瑚为对象，开展铁（Fe）急性（4 天）和慢性（28 天）暴露研究。发现 Fe 生物积累随浓度升高而增加，急慢性暴露氧化损伤不同，环境因素影响响应。为珊瑚礁保护提供科学依据。
珊瑚礁作为海洋生态系统的 “热带雨林”，正面临多重环境威胁。金属污染尤其是铁（Fe）污染，因其在工业活动和采矿事故中的广泛释放，成为影响珊瑚健康的潜在风险因素。已有研究表明，金属暴露会通过增强氧化应激增加珊瑚白化 vulnerability，但在自然环境中，铁污染对珊瑚的急性与慢性影响差异尚不明确，且不同珊瑚物种的响应机制及环境因素的调节作用仍需深入探讨。巴西作为拥有独特西南大西洋珊瑚礁系统的国家，其珊瑚群落受河流输入、采矿活动等影响显著，如 2015 年 Fund?o 大坝和 2019 年 Brumadinho 大坝溃决等重大环境事故，导致区域铁浓度飙升，威胁本地珊瑚生存。在此背景下，巴西研究人员开展了相关研究，旨在揭示铁暴露对巴西珊瑚的生理影响，为珊瑚礁保护提供关键科学依据。该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。
研究人员来自巴西 Coral Vivo 研究站等机构，以巴西特有的 3 种珊瑚物种 ——Mussismilia harttii、Millepora alcicornis 和 Siderastrea sp. 为研究对象，分别进行实验室急性暴露（4 天，Fe 浓度 0、100、300、900 μg/L）和海洋中宇宙（mesocosm）慢性暴露（28 天，同浓度梯度）实验。通过测定铁生物积累、脂质过氧化（LPO）、蛋白质羰基化（PCN）、DNA 损伤（AP 位点）等生物标志物，并分析环境参数（温度、pH、盐度、溶解氧等）与珊瑚响应的相关性，系统评估铁暴露的生态效应。
3.1 海水理化参数
实验期间，急性和慢性暴露系统的理化参数保持稳定。急性实验中，实际 Fe 浓度与标称浓度基本一致（如标称 900 μg/L 对应实测 856.5 μg/L）；慢性实验中，Fe 浓度通过连续泵入 FeCl?溶液精确控制，环境参数如温度（28.6±0.1°C）、盐度（35.2±0.08 ppt）等接近自然水平，确保实验条件的可靠性。
3.2 生物标志物响应
- Fe 生物积累：所有物种的 Fe 积累均随浓度升高而增加。急性暴露中，Millepora alcicornis 和 Siderastrea sp. 在最低 Fe 浓度（85.2 μg/L）即表现显著积累，而 Mussismilia harttii 在中高浓度（267.9 μg/L 及以上）积累更明显；慢性暴露 28 天后，Mussismilia harttii 和 Siderastrea sp. 在所有处理组均显著高于对照组，显示长期暴露下的持续积累效应。
- 急性暴露氧化应激：仅 Mussismilia harttii 在最高 Fe 浓度下 LPO 显著升高，而 PCN 在低浓度（85.2 μg/L）时对 Mussismilia harttii 和 Millepora alcicornis 影响显著，DNA 损伤（AP 位点）在低浓度时反而降低，提示低浓度可能激活修复机制。
- 慢性暴露氧化应激：随时间推移，LPO 和 PCN 水平呈现先升后降趋势，如 Mussismilia harttii 在 14 天中浓度（300.13 μg/L）时 LPO 显著下降，28 天低浓度（99.04 μg/L）时 PCN 降低，表明慢性暴露可能诱导抗氧化防御或修复机制。DNA 损伤在高浓度处理后期（28 天）显著减少，暗示长期暴露下 DNA 修复效率提升。
3.3 相关性分析
环境因素对珊瑚响应有显著调节作用。例如，Siderastrea sp. 在低 Fe 浓度下，温度与 LPO 呈负相关，pH 与 LPO 呈正相关；Mussismilia harttii 对照组中，盐度和溶解氧与 DNA 损伤呈负相关，提示自然环境中多因素交互作用可能加剧或缓解铁的毒性效应。
4. 讨论与结论
研究表明，巴西珊瑚对铁暴露具有普遍的生物积累能力，但不同物种响应差异显著。急性暴露因快速产生活性氧（ROS）导致更明显的氧化损伤，而慢性暴露可能通过激活抗氧化酶（如超氧化物歧化酶等）或调整膜脂组成（如 homeoviscosity 理论），使损伤随时间减弱。环境因素如温度、盐度等通过影响珊瑚代谢和 ROS 平衡，进一步调制铁的毒性，这为预测气候变化下珊瑚对金属污染的敏感性提供了依据。
该研究首次系统揭示了西南大西洋珊瑚对铁的急慢性响应机制，强调铁污染在珊瑚礁退化中的潜在作用，特别是在采矿活动频繁的区域。研究结果不仅为巴西珊瑚礁保护提供了关键数据，也为全球类似生态系统的金属污染管理提供了参考，呼吁加强工业活动监管、建立铁污染阈值，并将多因素胁迫研究纳入珊瑚保护策略。未来研究可进一步分离珊瑚宿主与共生藻，深入解析金属毒性的分子通路，为靶向保护措施提供理论支持。
