绿头鸭（Anas platyrhynchos L.）不同性别与采集地点组织器官中锰和钼含量的分析

《Animals》：Content of Manganese and Molybdenum in Selected Tissues and Organs of Mallards (Anas platyrhynchos L.) in Relation to Their Sex and Harvest Location

　　

： 本研究旨在分析绿头鸭（Anas platyrhynchos L.）特定组织中锰和钼的含量，探讨其与采集地点及性别的关系。研究材料取自两个研究区域的绿头鸭：谢德尔采狩猎区（Siedlce hunting district）和莱什诺狩猎区（Leszno hunting district）。研究样本包括28只绿头鸭的胸肌、腿肌和肝脏。样本冷冻后于?20 °C保存。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP OES），使用Perkin Elmer Optima 2000 DV光谱仪（美国康涅狄格州谢尔顿）对材料中的锰和钼进行分析。谢德尔采狩猎区捕获的绿头鸭体内锰含量显著高于莱什诺狩猎区的个体。钼的分布模式则相反，莱什诺狩猎区绿头鸭组织中的钼浓度较高，但差异未达到统计学显著水平。在所检测的肌肉和器官中，肝脏中锰和钼的含量最高。雄性绿头鸭肝脏中的钼水平显著高于雌性。研究观察到鸟类来源对组织中锰含量有影响，性别对钼含量有影响。

论文解读

一、研究背景与问题

锰（Mn）和钼（Mo）属于重金属元素，在适量条件下是人体、动物和植物生命活动所必需的微量元素，但过量摄入则具有毒性。锰在维持免疫系统功能、调节血糖水平、参与能量生成和细胞繁殖等方面发挥重要作用，同时是多种酶的激活剂，包括丙酮酸羧化酶、催化尿素合成的肝精氨酸酶以及促进钙代谢的碱性磷酸酶（ALP）。锰在小肠中被吸收，主要通过尿液排出。锰缺乏可导致幼年生物生长抑制、骨骼发育和骨组织成熟障碍以及生育能力下降，而过量锰则对神经系统和循环系统产生毒性效应，表现为疲劳、多动、血压升高、凝血和纤溶紊乱以及心肌形态和功能的不良变化。钼主要分布于骨骼、肾脏、脾脏和肝脏中，主要通过尿液排泄，其吸收率受化学形态和动物种类影响，动物中为75%–95%，人类中为28%–77%。钼是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶等多种酶的组成成分，参与嘌呤代谢并与细胞色素c相互作用。体内钼过量可产生毒性效应并可能诱发痛风，同时过量的膳食钼会干扰机体对铜的吸收。

波兰约有10%的土壤缺锰，约20%的土壤表面存在钼缺乏。锰是波兰水环境中常见的元素，天然存在于土壤和岩石中，易渗入水体；钼则属稀有金属，在波兰水环境中的天然浓度极低。文献中缺乏关于绿头鸭组织中锰和钼含量与其栖息地关系的信息。野生绿头鸭栖息地的变化及其导致的食性改变，可能引起其组织和器官中锰和钼含量的差异。因此，开展本研究以分析野生绿头鸭特定组织和器官中锰和钼的含量，探讨其与性别和采集地点的关系。

二、研究内容与结论

研究人员在波兰两个环境资源和重金属污染水平不同的狩猎区——谢德尔采狩猎区（马佐夫舍省）和莱什诺狩猎区（大波兰省）——采集了28只绿头鸭的胸肌、腿肌和肝脏样本。两个区域的作物结构均以谷物（小麦、大麦和玉米）为主，谷物籽粒构成绿头鸭饮食的重要部分。大波兰省以使用大量矿物肥料进行集约化作物生产的大型农场为主，环境暴露水平较高；马佐夫舍省的农场面积较小且耕作方式较为均衡，环境影响较低。两个狩猎区的捕猎均发生在鱼塘，主要为静水水域，包括天然形成的田间水塘和商业养鱼塘。谢德尔采狩猎区获得6只雄性和6只雌性绿头鸭，莱什诺狩猎区获得8只雄性和8只雌性。捕猎时间限制在该物种狩猎季的前两个月（8月15日至10月15日），即鸟类迁徙开始之前。鸭龄根据喙部硬度评估，大多数为约一岁的幼鸟。研究采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP OES）分析锰和钼含量，使用Perkin Elmer Optima 2000 DV光谱仪。样本解冻后在玛瑙研钵中匀浆，约1 g样本置于石英压力容器中，加入5.0 mL 65%硝酸（Suprapur?，Merck KGaA）和1 mL 30%过氧化氢（Suprapur?，Merck KGaA），在Anton Paar微波消解系统中进行消解，消解液定容至10 mL后测定辐射发射。锰的分析波长为257.610 nm，检出限为0.1 μg·L?1；钼的分析波长为202.030 nm，检出限为0.5 μg·L?1。统计分析采用含交互作用的双因素非正交方差分析（Fisher–Snedecor F检验），显著效应通过Tukey检验以0.05显著性水平进行比较，使用Statistica 13.0软件完成。

三、研究结果

锰含量结果：雌性绿头鸭胸肌中的平均锰含量（0.4014 mg·kg?1 WW）是雄性（0.2489 mg·kg?1 WW）的1.5倍，但差异未达统计学显著水平。谢德尔采狩猎区捕获的绿头鸭胸肌锰含量（0.6654 mg·kg?1 WW）显著高于莱什诺狩猎区的个体（0.0647 mg·kg?1 WW），高出十倍以上。莱什诺狩猎区胸肌锰含量的变异系数（71.90%）大于谢德尔采狩猎区（58.26%）。腿肌中，雌性平均锰含量（0.4158 mg·kg?1 WW）高于雄性（0.3771 mg·kg?1 WW），差异不显著。谢德尔采狩猎区腿肌锰含量（0.6934 mg·kg?1 WW）显著高于莱什诺狩猎区（0.1737 mg·kg?1 WW），高出近五倍。腿肌锰含量的变异系数从谢德尔采狩猎区的65.46%到莱什诺狩猎区的200.15%不等。谢德尔采狩猎区腿肌锰含量雌性（0.8437 mg·kg?1 WW）高于雄性（0.5431 mg·kg?1 WW），而莱什诺狩猎区则相反，雄性（0.2526 mg·kg?1 WW）是雌性（0.0948 mg·kg?1 WW）的2.5倍，但两狩猎区内性别差异均不显著。肝脏中，雄性平均锰含量（3.5110 mg·kg?1 WW）高于雌性（3.0267 mg·kg?1 WW），差异不显著。谢德尔采狩猎区肝脏锰含量（4.3193 mg·kg?1 WW）显著高于莱什诺狩猎区（2.4809 mg·kg?1 WW），高出近两倍。肝脏锰含量变异系数为莱什诺狩猎区21.97%、谢德尔采狩猎区33.55%。谢德尔采狩猎区雄性肝脏锰含量高于雌性，莱什诺狩猎区则相反，但两狩猎区内差异均不显著。

钼含量结果：胸肌中雄性（0.0093 mg·kg?1 WW）与雌性（0.0092 mg·kg?1 WW）的钼水平无显著差异。莱什诺狩猎区胸肌平均钼浓度（0.0095 mg·kg?1 WW）高于谢德尔采狩猎区（0.0089 mg·kg?1 WW）。谢德尔采狩猎区雌性胸肌钼水平高于雄性，莱什诺狩猎区则雄性高于雌性，差异均不显著。腿肌中雌性（0.0090 mg·kg?1 WW）与雄性（0.0088 mg·kg?1 WW）无显著差异。莱什诺狩猎区腿肌平均钼浓度（0.0091 mg·kg?1 WW）高于谢德尔采狩猎区（0.0086 mg·kg?1 WW），差异不显著。谢德尔采狩猎区雄性腿肌钼水平高于雌性，莱什诺狩猎区则相反，差异均不显著。肝脏中，雄性平均钼含量（0.0292 mg·kg?1 WW）显著高于雌性（0.0231 mg·kg?1 WW），雄性变异系数（19.13%）是雌性（8.67%）的两倍以上。莱什诺狩猎区肝脏平均钼水平（0.0264 mg·kg?1 WW）高于谢德尔采狩猎区（0.0258 mg·kg?1 WW），差异不显著。两个狩猎区中雄性肝脏钼水平均高于雌性，但差异不显著。

四、讨论与结论

讨论部分指出，Kalisińska等人在什切青附近捕获的绿头鸭中观察到锰含量的年龄依赖性差异，成鸟肝脏平均含量（5.99 mg·kg?1 WW）高于幼鸟（4.51 mg·kg?1 WW），均高于本研究绿头鸭肝脏的平均锰含量（莱什诺狩猎区2.4809 mg·kg?1 WW，谢德尔采狩猎区4.3193 mg·kg?1 WW），这可能与本研究中多数为幼鸟有关。斯沃尼斯克自然保护区捕获的绿头鸭胸肌平均锰含量为成鸟1.33 mg·kg?1 WW、幼鸟1.09 mg·kg?1 WW，是什切青附近成鸟和幼鸟（分别为0.60和0.55 mg·kg?1 WW）的两倍，作者认为差异可能与栖息地特征有关。本研究中胸肌平均锰含量较低，范围为莱什诺狩猎区0.0647 mg·kg?1 WW至谢德尔采狩猎区0.6654 mg·kg?1 WW，采集地点可能起作用——谢德尔采狩猎区的捕猎水塘被农田环绕，锰污染暴露可能更大。与其他研究比较，本研究的锰含量结果与加那利群岛红隼肌肉（0.760 mg·kg?1 DW，即0.1672 mg·kg?1 WW）及其他作者报道的0.883–2.07 mg·kg?1 DW（0.1942–0.4554 mg·kg?1 WW）和0.55 mg·kg?1 DW（0.121 mg·kg?1 WW）相近。Rodríguez-álvarez等人发现红隼肝脏中包括锰和钼在内的大多数微量元素水平最高，这与本研究一致。红隼肝脏平均锰含量为2.698 mg·kg?1 DW（0.5936 mg·kg?1 WW），低于本研究结果，可能源于猛禽与绿头鸭（水生环境相关鸟类）食性不同。Bojar和Bojar的研究与本研究一致，发现绿头鸭肝脏平均锰水平高于胸肌。其他研究如D?ugan等人对雉鸡的研究显示胸肌0.162 mg·kg?1 WW、肝脏2.839 mg·kg?1 WW；Sujak等人报道波兰东南部越冬绿头鸭肝脏平均锰浓度为17.89 mg·kg?1 DW，高于本研究。Kim和Oh发现肝脏锰含量受鸟类种类影响，白额雁（28.1 mg·kg?1 DW）是绿头鸭（6.92 mg·kg?1 DW）的四倍。Majewska等人显示不同家禽种类肝脏平均锰浓度存在差异，火鸡最高（3.69 mg·kg?1 WW），其次是肉鸡（2.48 mg·kg?1 WW），鸵鸟最低（1.83 mg·kg?1 WW）。钼方面，本研究中胸肌和腿肌的钼水平在狩猎区和性别间均无显著差异。红隼肌肉的平均钼水平（0.013 mg·kg?1 DW，即0.0029 mg·kg?1 WW）与本研究结果相近。肝脏中钼含量最高，雄性显著高于雌性。加那利群岛红隼肝脏平均钼水平（0.352 mg·kg?1 DW，即0.0774 mg·kg?1 WW）高于本研究，差异可能由环境条件或物种食性不同造成。

研究结论：研究结果揭示了性别对钼含量和采集地点对绿头鸭组织锰含量的影响。谢德尔采狩猎区组织中平均锰水平显著高于莱什诺狩猎区，采集地点可能产生影响——谢德尔采狩猎区的捕猎水塘被农田环绕，可能影响水体的富营养化程度和该区域鸟类食物组成的多样性。各检测组织和器官中平均钼水平缺乏显著差异，可能归因于钼在波兰水环境中的天然浓度可忽略不计。在所检测的肌肉和器官中，肝脏中锰和钼含量最高，表明这两种重金属在该器官中可能发生蓄积。雄性绿头鸭肝脏中的钼水平显著高于雌性。