石蛾幼虫通过构建含微塑料（PET）巢壳介导微塑料在淡水食物网中的上行传递

本研究针对微塑料（MP）通过非营养途径进入水生食物网的关键机制展开探索。研究人员通过实验证实， Limnephilidae 科石蛾幼虫在巢壳构建中主动摄入聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）微碎片，显著改变巢壳结构与完整性，并提高其被褐首鲇（Ameiurus nebulosus）捕食的风险。该研究首次揭示石蛾可作为MP及污染物向高营养级转移的重要载体，为水生态系统中塑料污染迁移机制提供新视角。

　　

在全球淡水生态系统中，微塑料（Microplastics, MP）污染已成为日益严峻的环境问题。这些尺寸小于5毫米的合成聚合物颗粒不仅直接来源于商业产品（如化妆品中的磨砂颗粒），也由大型塑料制品降解产生。由于其特殊的物理化学性质，MP可吸附并富集多种持久性污染物，包括多环芳烃（PAHs）、内分泌干扰物双酚A（Bisphenol A）以及铅、镉、汞等致畸金属，进而通过多种途径进入水生生物体内，威胁其健康与生态功能。尽管已有研究揭示了MP通过直接摄食、呼吸等营养性途径在食物网中的传递，但非营养性转移机制——例如生物体表附着或行为介导的转移——仍待深入探索。

石蛾幼虫（毛翅目：Limnephilidae）正是一种可能通过行为机制促进MP转移的关键类群。这类幼虫能够利用环境中的天然材料（如沙粒、植物碎片等）与自身分泌的丝蛋白构建可移动的管状巢壳，用以保护身体并协助呼吸。近年研究发现，石蛾幼虫还会将MP碎片纳入巢壳材料中，且这一现象可追溯至1970年代——远早于广泛关注水体塑料污染的时期。然而，MP的掺入是否影响巢壳功能，以及是否会通过捕食关系导致MP向更高营养级转移，尚缺乏实验证据。

为此，由Anthony Ricciardi等人组成的研究团队在《Environmental Pollution》上发表论文，系统探究了石蛾幼虫使用聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）微碎片构建巢壳的行为特性及其生态后果。研究团队假设：第一，MP的掺入会损害巢壳结构与功能，从而增加幼虫被捕食的风险；第二，底栖鱼类褐首鲇（Ameiurus nebulosus）更倾向于捕食巢壳中含MP的石蛾幼虫。

为验证这些假设，研究人员开展了两组实验：首先，在案例构建实验中，他们将裸露的Limnephilus属幼虫分别暴露于含50% PET微碎片与天然材料的混合组以及100%天然材料对照组，观察其巢壳重建情况；其次，在捕食实验中，他们向褐首鲇同时提供含MP巢壳与全天然巢壳的石蛾幼虫，记录其捕食选择与摄入情况。

关键技术方法包括：石蛾幼虫采集自加拿大魁北克Lac-des-Deux-Montagnes，褐首鲇捕自Lac Hertel与Lac des Battures；案例构建实验在控温（18°C）水族箱中进行，提供标准化粒径（~1000μm）的PET碎片与天然底物；巢壳完整性通过形态观测与湿重测量评估；捕食实验采用10分钟录像与解剖结合，通过消化道KOH消解与滤膜筛选检测MP摄入；统计使用Fisher精确检验与协方差分析（ANCOVA）。

案例构建实验结果

研究显示，尽管在两种处理下幼虫均能成功构建新巢壳，但其结构与完整性存在显著差异。暴露于MP混合组的幼虫中，仅5%（2/40）构建出可完全覆盖腹部的完整巢壳，而天然材料组的所有幼虫（40/40）均建成完整巢壳。Fisher检验表明，MP组的巢壳建成率（74%）显著低于天然组（93%），且巢壳完成度差异极显著（p<0.001）。此外，MP组巢壳重量显著较轻（平均159mg），远低于天然组（316mg），即便在排除幼虫体重的影响后，差异仍然显著（ANCOVA, p<0.001）。这些结果表明，PET碎片的掺入不仅降低了巢壳的结构完整性，还可能影响其保护功能与呼吸效率。

褐首鲇对含MP巢壳幼虫的捕食偏好

在捕食实验中，褐首鲇表现出对含MP巢壳幼虫的显著偏好：90%（9/10）的个体首次攻击即选择MP处理组猎物；总体消耗量中，MP巢壳幼虫占比达63%。Fisher精确检验证实这一偏好具有高度显著性（p<0.001）。解剖显示，20%的鱼消化道中检出PET碎片（如E7个体中含3片，E8中含2片），证实MP通过捕食过程进入鱼类体内。研究人员推测，MP巢壳可能因结构松散更易被鱼类破坏，或因其视觉/化学信号增加被探测几率，从而提高了捕食效率。

讨论与意义

本研究首次证实石蛾幼虫通过行为机制主动将MP纳入巢壳，并由此成为MP向水生食物网高层转移的重要载体。MP的掺入导致巢壳质量下降、结构缺陷，进而增加幼虫被捕食的风险——这一发现揭示了非营养途径在MP生物迁移中的关键作用。考虑到石蛾是众多鱼类、鸟类及无脊椎动物的常见猎物，其介导的MP转移可能广泛影响淡水及相邻陆地生态系统。

此外，PET作为常见塑料制品材料，可能释放增塑剂与紫外稳定剂等有毒添加剂，进一步加剧生态毒理风险。研究结果呼吁在MP循环模型中纳入生物行为机制，并为污染治理策略提供新的科学依据。未来研究可拓展至其他聚合物类型、不同水文环境（静水与流水）及更多捕食者类群，以全面评估MP通过石蛾巢壳转移的生态与健康影响。