环境浓度西酞普兰长期暴露对淡水螺类爬出行为及形态抗捕食可塑性的影响

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  针对抗抑郁药西酞普兰(SSRI)在水体中的残留问题,研究人员通过2×2全因子实验设计,探究了18 ng·L?1西酞普兰对淡水螺Physella acuta行为与形态可塑性的影响。发现该药物显著降低螺类爬出行为,诱导类似高风险环境下的短圆壳型,并非叠加性地减少体重与壳厚。研究揭示了SSRI污染对水生无脊椎动物防御策略的干扰机制,为评估药物生态风险提供了新证据。

  

随着全球抗抑郁药物消费量激增,选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)通过污水处理厂不完全去除持续输入自然水体。西酞普兰作为最常检出的SSRI之一,其全球水体中位数浓度达18 ng·L?1,可能通过保守的5-羟色胺通路影响水生生物。淡水螺类作为生态系统关键组分,其抗捕食可塑性对维持种群稳定至关重要,但SSRI如何干扰这类防御机制尚不明确。

德国比勒菲尔德大学的研究团队以全球广布的淡水螺Physella acuta为模型,采用裂卵设计构建2×2全因子实验(西酞普兰/风险信号),系统评估了环境相关浓度药物暴露对28日龄个体的影响。研究运用行为观测、几何形态测量学和色素定量分析等技术,首次揭示西酞普兰与捕食风险信号的交互效应。

在行为层面,西酞普兰使螺类爬出水面比例降低50%(p<0.001),这种逃避行为的抑制可能增加其被捕食风险。形态学分析显示,药物诱导的壳形变化与高风险处理类似:壳开口增大7%(PC2,p=0.007),壳体短圆化(PC4,p=0.013),暗示药物可能劫持了天然防御通路。值得注意的是,西酞普兰与高风险信号非叠加性地降低体重(均减少0.006g,p=0.003)和壳厚(分别减少33μm和37μm),表明两者通过共同通路影响资源分配。

研究创新性发现,西酞普兰通过干扰5-羟色胺调控的应激轴,导致"虚假"防御表型:在无捕食者环境下仍付出防御成本,却未获得生存优势。这种生态陷阱效应可能破坏螺类种群动态,进而通过食物链影响整个水生生态系统。论文发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》,为修订SSRI环境阈值提供了实验依据,并呼吁开发靶向污水处理技术(如碳纳米复合材料)去除药物残留。

该研究突破性地证实,即使亚致死浓度的SSRI也可通过表观可塑性干扰产生级联生态效应。未来需拓展研究其他SSRI(如舍曲林、氟西汀)的复合效应,并比较不同地理种群响应差异,为精准生态风险评估奠定基础。

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