合成雌激素17α-乙炔雌二醇对海葵Anthopleura elegantissima产卵及其共生虫黄藻Breviolum muscatinei光合性能的影响研究

本研究针对环境雌激素污染物对海洋无脊椎动物及共生藻类的潜在影响，通过暴露实验揭示了合成雌激素EE2在环境相关浓度(0-150 ng/l)下显著提升虫黄藻叶绿素a含量和光系统II量子效率(Fv/Fm)，同时抑制海葵雄性个体产精行为。该成果为评估沿海水域雌激素污染对珊瑚礁生态系统的潜在风险提供了首个实验证据。

　　

在沿海水域日益受到药物污染物威胁的背景下，合成雌激素17α-乙炔雌二醇(EE2)作为避孕药的主要成分，通过污水处理厂排放进入海洋环境后，其生态风险评估长期集中于鱼类等脊椎动物，而对占据海洋生物多样性97%的无脊椎动物及共生藻类的研究严重不足。更值得注意的是，现有研究多聚焦于毫克级的高浓度效应，与环境实际存在的纳克级浓度存在数量级差异。

美国索卡大学(Soka University of America)的Lisa T. Crummett和Sebastian R. Castillo团队选择潮间带优势物种——聚集海葵Anthopleura elegantissima及其专性共生虫黄藻Breviolum muscatinei为研究对象，首次系统评估了EE2对刺胞动物-虫黄藻共生体系的多维度影响。这项发表在《Aquatic Sciences》的研究，通过模拟环境相关浓度暴露，揭示了EE2对宿主生殖功能和共生体光合特性的差异化调控机制。

研究采用四种EE2浓度梯度(0、1.5、15和150 ng/l)的间歇暴露方案，每日14小时、每周4天持续4周。关键技术包括：流式细胞术定量虫黄藻密度、丙酮提取法测定叶绿素a含量、脉冲振幅调制荧光仪测量光系统II量子效率(F_v/F_m)，以及温度刺激法诱导海葵产卵。所有样本采集自美国加州圣佩德罗Point Fermin潮间带的8个克隆群体。

主要研究结果：

1. 虫黄藻密度：宿主克隆性显著影响共生体密度(F_7,56=5.298,p=0.001)，克隆H密度最高(3806±1147 cells/μg蛋白)，而EE2暴露无显著影响(p=0.668)。

   

2. 光合性能提升：150 ng/l EE2组虫黄藻的叶绿素a含量(3.49±0.18 pg/细胞)和F_v/F_m值(0.431±0.053)显著高于对照组(p=0.039和p=0.005)，表明光合效率增强。

   

3. 生殖抑制：高浓度EE2使雄性海葵产精概率降低93.7%(OR=0.063,p=0.05)，而宿主体型(足盘直径)与产精概率呈正相关(OR=45.8/cm)。

讨论与意义：

该研究首次证实环境浓度EE2可通过"光合促进-生殖抑制"的双重作用影响海葵-虫黄藻共生体系。虫黄藻光合性能的提升可能源于其对宿主内源性雌激素的协同进化响应，而雄性产精抑制则暗示EE2可能干扰刺胞动物的类固醇激素通路。特别值得注意的是，研究中150 ng/l的EE2效应浓度虽高于全球地表水平均值(3 ng/l)，但与中国、巴西等污染热点区域的最高值(17,112 ng/l)相比仍低两个数量级，这对评估污水排放口邻近海域的生态风险具有重要警示意义。

研究同时揭示了宿主克隆性对共生体密度的决定性影响，为理解珊瑚礁白化现象的基因型依赖性提供了新视角。未来研究需重点关注EE2在刺胞动物体内的生物累积效应，以及不同地理种群对雌激素污染的适应性差异。这些发现为制定沿海污水处理标准和保护珊瑚礁生态系统提供了关键科学依据。