丙烯酸微纤维累积对双线牡蛎 Magallana billeneata (R?ding 1798) 稚贝藻类摄食、生长及存活的影响

《Marine Pollution Bulletin》:Effects of accumulation of acrylic microfibers on algal ingestion, growth, and survival of spat of slipper-cupped oyster Magallana billeneata (R?ding 1798)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月25日 来源:Marine Pollution Bulletin 4.9

编辑推荐:

   •牡蛎幼体摄入丙烯酸微纤维的量随暴露浓度增加而增加。•极高浓度的丙烯酸微纤维会降低牡蛎幼体的藻类摄食量•极高的微纤维积累会减缓牡蛎幼体的壳生长。•微纤维摄入未导致任何死亡,但造成了潜在不可逆的负面影响。引言微塑料(MPs;小于 5 毫米的塑料颗粒)已被公认为一种新兴污染物,对

  
  • •
    牡蛎幼体摄入丙烯酸微纤维的量随暴露浓度增加而增加。
  • •
    极高浓度的丙烯酸微纤维会降低牡蛎幼体的藻类摄食量
  • •
    极高的微纤维积累会减缓牡蛎幼体的壳生长。
  • •
    微纤维摄入未导致任何死亡,但造成了潜在不可逆的负面影响。

引言

微塑料(MPs;小于 5 毫米的塑料颗粒)已被公认为一种新兴污染物,对多种海洋动物构成风险 (Arthur et al., 2009; Guzzetti et al., 2018)。由于它们在几乎所有海洋环境中广泛存在且具有全球性,现在被视为持久性污染物 (Farady, 2019)。它们的小尺寸使其比更大的同类(即介塑料和宏观塑料)更具危害性,因为它们与悬浮摄食无脊椎动物和鱼类幼体的浮游食物项的大小范围重叠,从而使其对广泛的海洋生物具有更高的生物有效性 (Galloway et al., 2017)。除了尺寸外,MPs 的形状或形态,即纤维、碎片、薄膜、颗粒和珠子,也会影响其生物有效性 (Amelia et al., 2021)。在这些形态中,微纤维(MFs)或具有线状结构、直径小于 50 μm、长度范围为 1 μm 到 5 mm 的纤维材料 (Liu et al., 2019),是各环境隔室中最丰富的 MPs 之一 (Liu et al., 2022)。通过工业和家庭洗衣以及各种合成纺织品相关活动排放的废液,是环境中微纤维的最重要来源之一 (Browne et al., 2011; Napper and Thompson, 2016)。丙烯酸是一种特定的微纤维,由于其高产量和高脱落潜力而备受特别关注。2022 年,丙烯酸纤维生产占全球市场份额 237.3 亿美元,表明了全球对该材料的需求(如 Rosa et al., 2024 综述)。Napper 和 Thompson (2016) 报告称,在洗衣服时会释放每 6 公斤洗涤负载 700,000 个颗粒。这导致合成微纤维据估计占全球海洋微纤维污染总量的 57% (Barrows et al., 2018)。它们的高脱落潜力加上高丰度和普遍存在,也使它们成为摄入最多的 MPs 之一 (Mizraji et al., 2017; Carney Almroth et al., 2018; Mishra, 2019),但它们在摄入后对生物体的影响及其整体生态毒性仍知之甚少 (Bour et al., 2020)。
在海洋环境中,观察到微纤维被浮游动物、双壳类、甲壳类和鱼类摄入 (Parolini et al., 2023),并最终转移至高营养级消费者 (Farrell and Nelson, 2013; Galloway et al., 2017; Carbery et al., 2018; Kibria and Nugegoda, 2022; McHale and Sheehan, 2024)。特别是,滤食性生物由于单位时间内能过滤大量水体,更容易受到 MPs 的暴露 (Li et al., 2016)。这可能对其提供的生态系统服务及其经济价值产生严重影响。因此,牡蛎被认为高度暴露于 MFs 中,因为它们通常在沿海地区养殖,而这些地区往往也有更高丰度的微塑料,在大多数报告中微纤维占主导地位 (FAO, 2006; Lebreton et al., 2017; Ling et al., 2017)。不同研究已经确认,例如成年褶牡蛎 (Magallana billeneata) 中摄入的微塑料丰度很高 (Argamino, 2016; Bilugan et al., 2021; Insigne et al., 2022),但对其对动物潜在健康影响的 理解仍处于早期阶段。微纤维暴露对具有重要商业价值的牡蛎物种的生长、生理和整体健康的具体影响仍知之甚少,这凸显了需要进行有针对性的研究以解决这一关键知识差距。
全球范围内,牡蛎养殖是一个不断增长的行业,2018 年产量达到 600 万公吨,价值 74.6 亿美元 (Neokye et al., 2024)。重要的是,牡蛎养殖在许多沿海国家代表着重要的收入来源 (Botta et al., 2020),并为低收入社区提供重要的食物来源和收入 (Nowland et al., 2020)。尽管如此,对微纤维摄入对牡蛎等动物的直接影响的理解仍然有限 (McCay and Mehta, 2024)。此外,大多数已发表的调查微塑料被海洋动物摄入后潜在影响的研究都是在成年生活阶段使用市售微球进行的(见 Von Moos et al., 2012, Green, 2016; Watts et al., 2015; Cong et al., 2019; Hsieh et al., 2021),这些微球在环境样品中不太常见 (Weis, 2020)。值得注意的是,早期阶段通常对环境压力源如污染物和有毒物质更敏感 (Mohammed, 2013),并且对养殖的成功至关重要,因为早期生活阶段(即幼体)是用于培育和生产的收集对象(如 Mizuta and Wikfors, 2019 综述)。因此,调查常见微纤维对牡蛎等具有重要商业价值的海洋物种生长和生理的影响,对于评估微塑料对养殖构成的风险并确保可持续的生产实践至关重要 (Baechler et al., 2020)。
菲律宾已被公认为全球十大牡蛎生产国之一,其年产量在 2020 年达到约 53,000 公吨(MT),价值约 1200 万美元,但在 2023 年下降至 47,000 公吨。然而,预计其将稳步增加,表明其对国家养殖行业的重要性 (Philippine Statistics Authority, 2023)。一致的是,菲律宾的基线和调查工作显示,微纤维倾向于成为生物体以及不同环境基质(如沉积物和水样)中发现的最常见的微塑料形态 (Alindayu II et al., 2023; PlastiCount, Pilipinas, 2022)。该国牡蛎的高产量加上其海岸线上报告的微塑料高污染,为调查微纤维摄入的生态毒理学效应提供了理想的背景。本研究调查了牡蛎 M. billeneata 幼体对丙烯酸微纤维(AMF)的积累及其潜在影响。具体而言,我们模拟了反映当前和潜在未来海洋环境中浓度的不同 AMF 暴露情景。我们假设早期生活阶段如幼体暴露于 AMFs 可能导致颗粒积累并负面影响生长、摄食甚至生存。为了调查这一点,牡蛎幼体(受精后 55 天 [dpf])暴露于不同浓度的 AMFs 中 30 天,并评估了藻类摄入率、生长率和生存率的反应。此外,通过消化组织的显微镜检查研究了幼体对微塑料的摄入和潜在选择。本研究的结果为牡蛎早期生活阶段暴露于 AMFs 的影响提供了初步见解,突出了这种具有重要商业价值的牡蛎物种的潜在脆弱性,这也可能适用于其他双壳类。

章节片段

牡蛎幼体的生产

牡蛎幼虫是通过剥离产卵成年 M. billeneata 牡蛎 (O'Connor et al., 2008) 生产的,这些牡蛎是从菲律宾 Batangas 省 San Juan 的 Agriculture Sustainability Initiatives for Nature (ASIN) Inc. 牡蛎孵化设施收集的。简而言之,亲本通过撬开牡蛎进行牺牲,之后在立体显微镜下评估和定量配子,然后进行剥离。在过滤海水中水化一小时后,卵与精子轻轻混合在

所产丙烯酸微纤维的尺寸大小

对所用 AMF 的尺寸和大小进行了评估,方法是测量三张重复显微照片中的总共 353 个颗粒(聚合计数;图 1)。所产 AMFs 的平均长度为 233 μm,单个体长度范围为 26 μm 到 1968 μm。大部分所产 AMFs 的长度在 110 到 500 μm 之间(图 2)。所有测量颗粒的直径保持在 30 μm 一致。呈现出纤维状外观并特征性地具有独特的红色着色,

丙烯酸微纤维的摄入与积累

暴露 24 小时内,观察到覆盖在假粪中的 AMFs,表明牡蛎幼体捕捉了颗粒并可能将其排出。这与之前的暴露研究一致,显示 Crassostrea virginica 会排出尼龙和聚酯 (Ward et al., 2019; Mladinich et al., 2022; Weinstein et al., 2022)。牡蛎已知具有非选择性捕捉行为的滤食性,首先在其鳃中捕捉悬浮颗粒,这取决于颗粒大小,然后

结论

牡蛎幼体暴露于不同浓度的丙烯酸微纤维(AMF)长达 28 天,揭示了显著的微纤维积累,培养基中的浓度越高,积累越多。具体而言,暴露于 100 AMF mL?1 的幼体表现出亚致死反应,包括藻类摄入减少和第 3 周生长率下降。这些发现突出了 AMF 暴露的生理影响,并支持牡蛎作为哨兵生物的适宜性

CRediT 作者贡献声明

L.C. Insigne: 写作 – 回顾与编辑,写作 – 原稿,可视化,验证,形式分析,数据整理,概念化。 M. Hecker: 写作 – 回顾与编辑,验证,数据整理,概念化。 S.M. Cragg: 写作 – 回顾与编辑,方法论,资金获取,数据整理,概念化。 E.G. Dizon: 写作 – 回顾与编辑,写作 – 原稿,资源,方法论。 R. Rodolfo: 写作 – 回顾与编辑,写作 – 原稿,

竞争性利益声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些关系可能会影响本论文中报告的工作。

致谢

作者衷心感谢 科学与技术部 (DOST) PCAARRD(项目 SCI2SOS)、DOST-NRCP(项目 PlasMics)、DOST-PCIEERD(项目 PlastiCount)、UKRI-NERC(项目 MicroSEAP)和 NRF 提供的资金支持。这项工作也得到了 加拿大自然科学和工程研究理事会 (NSERC) 联盟国际拨款的支持。我们感谢来自农业的 Neon Tomas, Hillel, Jeb, Angel, Rey, Jerome, Nards 和 Pandoy
L.C. Insigne|M. Hecker|S.M. Cragg|E.G. Dizon|R. Rodolfo|R.P. Ruado|D.F.L. Onda
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号