异养甲藻通过猎物吞噬主导甲基汞吸收的机制研究

为探究甲基汞(MeHg)在海洋食物链底端的累积机制，研究人员以异养甲藻Oxyrrhis marina为模型，通过调控溶解有机碳(DOC)浓度、盐度及温度，揭示猎物吞噬是MeHg吸收的主要途径（VCF达5.5×104），显著高于溶解相吸收，且盐度11时水相吸收最低。该研究为解析MeHg生物放大效应提供了新视角。

　　

海洋环境中甲基汞(MeHg)的生物累积一直是生态毒理学研究的焦点。这种强神经毒素通过食物链传递，最终威胁人类健康，而浮游生物作为食物网基底层，其MeHg吸收机制直接影响高阶生物的暴露风险。传统观点认为，溶解态MeHg通过被动扩散进入细胞，但近年研究发现，混合营养型生物可能存在更复杂的吸收途径。尤其值得注意的是，甲藻类生物兼具吞噬和渗透营养能力，其MeHg累积机制可能颠覆现有认知。

美国罗德岛大学（University of Rhode Island）的Patricia K. Myer团队在《Marine Environmental Research》发表的研究，首次系统比较了异养甲藻Oxyrrhis marina通过溶解相吸收与猎物吞噬两条途径的MeHg累积效率。研究人员设计了三组实验：比较不同DOC浓度（138 vs. 210 μM）与猎物Isochrysis galbana（5×10⁵ cells mL^?1）存在下的吸收差异；测试盐度（11/17/34）对吸收的影响；探究温度（12/15/22°C）的作用。通过体积浓度因子(VCF=[MeHg/μm³]_cell/[MeHg/μm³]_solution)量化生物富集程度，结合无菌操作、人工海水(ASW)培养等关键技术，确保数据可靠性。

溶解有机碳与猎物的作用
实验数据颠覆性地显示：猎物存在时VCF稳定在5.5×10⁴量级，而DOC浓度变化未引起显著差异（p>0.05）。这表明MeHg-DOC复合物并非主要吸收载体，甲藻通过吞噬含MeHg的微藻I. galbana实现高效累积，印证了"营养级跃迁强化富集"假说。

盐度调控的独特模式
在盐度11条件下，水相MeHg吸收量显著低于17/34（p<0.05），这与O. marina的最适生长盐度(17-34)高度吻合。研究者推测低盐度可能改变细胞膜通透性或氯离子(Cl^?)配位环境，影响MeHg-Cl中性复合物的跨膜扩散。

温度效应的意外发现
与预期相反，12-22°C范围内温度未显著改变吸收效率。这一结果不同于Lee和Fisher对混合营养甲藻Prorocentrum minimum的研究，暗示异养甲藻的MeHg吸收可能不依赖温度敏感型主动运输机制。

该研究首次证实：在异养甲藻中，猎物吞噬对MeHg累积的贡献远超溶解相吸收，且盐度通过改变物理化学环境调控吸收效率。这一发现改写了传统"溶解相主导"的浮游生物MeHg累积模型，为预测气候变化下（如河口盐度波动）汞的生物地球化学循环提供了新参数。尤其值得注意的是，O. marina作为沿海常见物种，其特殊的营养策略可能导致局部食物网中MeHg的异常富集，这对渔业安全评估具有警示意义。研究提出的VCF标准化方法，为不同体型、营养模式生物的MeHg富集比较建立了统一标尺。未来研究可进一步解析吞噬过程中细胞器水平的汞转运机制，以及混合营养生物比例变化对全球汞循环的影响。