利用长吻海马(Hippocampus reidi)背鳍非致死性采样技术评估巴西里约热内卢海湾重金属污染的生物标志物研究

本研究创新性地采用非致死性背鳍采样技术，首次系统评估了巴西三大海湾(瓜纳巴拉湾、伊利亚格兰德湾、塞佩蒂巴湾)长吻海马体内金属/类金属(如V、Mn、Cu/Ca、Zn/Ca等)的生物累积特征，发现不同海湾存在显著差异的地球化学标志物组合，证实该物种可作为海岸带污染监测的哨兵物种，为脆弱海洋生物的生态毒理学研究提供了伦理与技术范式。

　　

在日益严峻的海洋污染背景下，如何在不伤害濒危生物的前提下监测生态系统健康成为重要课题。海马作为典型的沿岸鱼类，其独特的生态位和生物累积特性使其具备成为哨兵物种(sentinel species)的潜力。里约热内卢州立大学（Universidade do Estado do Rio de Janeiro）的研究团队创新性地采用背鳍非致死性采样技术，对栖息于瓜纳巴拉湾(Guanabara Bay)、伊利亚格兰德湾(Ilha Grande Bay)和塞佩蒂巴湾(Sepetiba Bay)的长吻海马(Hippocampus reidi)展开金属/类金属污染研究。

研究人员通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析27个活体样本的背鳍组织，结合地球化学标记比值分析，首次揭示了巴西三大海湾的污染特征差异。特别值得注意的是，该方法避免了传统致死性取样对濒危物种的伤害，为脆弱海洋生物的生态毒理学研究树立了新标准。相关成果发表于《Marine Pollution Bulletin》。

关键技术包括：1）非致死性背鳍剪切采样；2）ICP-MS检测13种金属/类金属（As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、V、Zn）；3）钙标准化处理（X/Ca比值计算）；4）来自三大海湾的27个活体海马样本（8-10个/位点）的生态参数测量。

研究结果
Study sites
三大海湾均以岩相海岸为主，其中瓜纳巴拉湾作为大都会区承受最重人为压力，年接纳1.87×10³ m³河流排水；塞佩蒂巴湾受工业区影响显著；伊利亚格兰德湾则保留较好生态完整性。

Results
样本呈现显著体型差异（p<0.0001），伊利亚格兰德湾个体最大（14.5±1.3 cm），塞佩蒂巴湾最小（8.8±0.9 cm）。汞在所有样本中均低于检测限，而钒在塞佩蒂巴湾（2.34±0.45 μg/g）显著偏高，锰在伊利亚格兰德湾（10.2±3.1 μg/g）最高。地球化学标记分析显示：塞佩蒂巴湾以Mn/Ca和Zn/Ca为特征，伊利亚格兰德湾以Cu/Ca和Cr/Ca为主导，瓜纳巴拉湾则无特异性标记。

Discussion
背鳍组织数据与肌肉污染水平存在相关性，塞佩蒂巴湾的高钒负荷反映其工业污染背景，而伊利亚格兰德湾的锰富集可能与自然地质背景相关。与中国海域海马比较（Liu et al., 2022），巴西样本的汞污染显著较低，但锌累积量更高，显示区域污染特征差异。

Conclusions
该研究证实长吻海马能准确反映生态系统污染状况，非致死性背鳍采样可获取可靠的地球化学标记数据。不同海湾的特异性元素组合（如塞佩蒂巴湾的V-SB模式）为污染溯源提供新工具。该方法对实施脆弱物种保护公约（如CITES附录II物种）具有特殊价值，为海岸带综合治理提供科学依据。研究得到巴西国家科学技术发展委员会（CNPq）和里约热内卢研究基金会（FAPERJ）资助，体现了发展中国家在生态监测技术创新中的重要贡献。