微塑料作为海洋微生物的选择性基质:超越毒理学范式

《Environmental Science & Technology》:Microplastics as Selective Substrates for Marine Microorganisms: Beyond the Toxicological Paradigm

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月24日 来源:Environmental Science & Technology 12.2

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   打开图表查看器 摘要 微塑料(MPs)作为海洋污

  

微塑料(MPs)作为海洋污染物已被广泛研究,但其在微生物系统中的生态作用仍未被完全理解。传统毒理学框架主要基于多细胞生物开发,侧重于急性胁迫和细胞损伤,但仅能捕捉到微生物反应中有限的一部分。在此,我们提出一个阶段性框架,其中 MPs 主要作为选择性底物发挥作用,而非传统毒物。塑料圈层的组装受三个阶段的动态选择变化控制:初始物理化学过滤、底物和代谢驱动的选择,以及生物膜介导的空间适应。该过程的核心是底物转化与活性氧(ROS)动力学之间的耦合。细胞外 ROS 源于风化塑料化合物的界面反应,而细胞内 ROS 则在微生物碳同化过程中产生。这些过程在机制上相互关联:塑料衍生化合物既作为底物又作为胁迫源,且细胞外 ROS 进一步将它们转化为更具生物可利用度的形式,从而加强细胞内约束。生物膜引入了空间组织结构,重新分配代谢和氧化负担,从而实现代谢合作、胁迫分配和水平基因转移(HGT),使选择能够在个体性状和空间组织群落水平上运作。总之,该框架将视角从基于毒性的解释转向选择范式,整合了底物可用性、代谢约束和空间组织,为将微观微生物过程与更广泛的生态和生物地球化学动态联系起来提供了机制基础。

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