硒暴露对模型刺胞动物Exaiptasia diaphana及其共生藻的毒性效应与生态风险评估

本研究针对珊瑚礁生态系统中关键物种的硒(Se)毒性阈值未知问题，以模型生物Exaiptasia diaphana为对象，通过96小时Na2SeO3暴露实验(76-1100 μg Se/L)，首次揭示该物种在1100 μg/L时全致死，245-570 μg/L出现15-20%体型缩小的亚致死效应，而共生藻光合效率未受影响。研究为珊瑚礁水质量管理提供了重要毒理学依据。

　　

珊瑚礁作为海洋中生产力最高的生态系统，其生存却面临日益严重的环境压力。其中，微量元素硒(Se)作为必需营养元素与潜在污染物的双重身份备受关注——虽然硒是动物抗氧化系统的重要组分，但过量摄入会导致蛋白质错误折叠等毒性效应。然而，当前对珊瑚等刺胞动物(Cnidaria)及其共生藻(Symbiodiniaceae)的硒耐受阈值认知几乎空白，现有水质标准(如澳大利亚3 μg/L)主要基于非珊瑚礁生物数据，这严重制约了珊瑚礁保护策略的制定。

针对这一科学难题，澳大利亚核科学技术组织(ANSTO)等机构的研究团队选择实验室易培养的模型生物Exaiptasia diaphana（俗称Aiptasia）展开系统研究。这种与珊瑚具有相似共生特性的海葵，能帮助科学家在可控条件下解析硒对宿主-共生藻互作体系的影响机制。相关成果发表在环境毒理学权威期刊《Aquatic Toxicology》上。

研究采用96小时急性暴露实验，通过ICP-MS精确控制Na₂SeO₃浓度梯度(76-1100 μg Se/L)，结合影像分析测量宿主形态变化，脉冲振幅调制荧光技术(PAM)监测共生藻光合效率(YII)，并首次分离测定宿主与共生藻组织的硒富集差异。

3.1 生存与硒富集特征
1100 μg/L组在72-96小时出现全死亡率，推算LC₅₀为793 μg/L。宿主组织硒浓度始终高于共生藻33%，但生物富集系数(BAF)随暴露浓度升高而降低，显示饱和吸收特性。

3.2 亚致死形态变化
245-570 μg/L组触手长度缩短20%，1100 μg/L组口盘直径减少60%，表明硒会显著抑制摄食器官发育。

3.3 共生藻生理响应
所有浓度下光合效率YII均保持>0.550，叶绿素a含量在345 μg/L组反而升高，证实Symbiodiniaceae对硒胁迫具有独特耐受机制。

这项研究首次建立刺胞动物-共生藻体系对无机硒的毒性阈值数据库，揭示三个关键科学价值：首先，证明当前水质标准对珊瑚礁生物可能过于保守；其次，发现宿主与共生藻对硒的差异化处理策略，为理解共生体系的元素循环提供新视角；最后，确立Aiptasia作为珊瑚礁污染物研究的标准化模型。这些发现不仅为修订环境基准提供实验依据，更为预测珊瑚礁在人为污染压力下的生态响应奠定理论基础。未来研究需进一步解析硒在宿主-共生藻间的转化机制，并评估长期低剂量暴露的慢性效应。