加利福尼亚湾灰鲭鲨(Prionace glauca)临产期幼崽中的汞母体转移

《Environmental Pollution》:Maternal transfer of mercury in a late-term litter of blue shark ( Prionace glauca) from the Gulf of California

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月28日 来源:Environmental Pollution 7.2

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   摘要灰鲭鲨(Prionace glauca)是全球性的顶级捕食者,由于其高营养级地位,会积累高浓度的汞(Hg)。本研究测量了从加利福尼亚湾西南部收集的怀孕雌性及其后代 34 个晚期胚胎的肌肉和肝脏中的汞,以评估组织特异性的母体 - 胚胎汞模式和绝对负荷。母体干重汞浓度在肌肉(

  

摘要

灰鲭鲨(Prionace glauca)是全球性的顶级捕食者,由于其高营养级地位,会积累高浓度的汞(Hg)。本研究测量了从加利福尼亚湾西南部收集的怀孕雌性及其后代 34 个晚期胚胎的肌肉和肝脏中的汞,以评估组织特异性的母体 - 胚胎汞模式和绝对负荷。母体干重汞浓度在肌肉(4.75 μg g-1)和肝脏(0.51 μg g-1)中均高于胚胎的平均(± 标准差)浓度(分别为 0.42 ± 0.03 μg g-1 和 0.07 ± 0.01 μg g-1)。肌肉中的胚胎与母体浓度比平均为 8.91%,肝脏中为 14.18%。汞浓度在性别之间没有差异,且与胚胎总长或体重无显著相关性。胚胎肝体指数与肌肉汞浓度呈正相关(p = 0.005),而肌肉和肝脏的汞浓度之间无显著相关性。一种绝对负荷方法估算出整窝胚胎的肌肉加肝脏汞总负荷为 637.8 μg,相当于估算的母体肌肉加肝脏负荷的 3.47%。这种母体到产仔的负荷比补充了组织特异性的浓度比,但不代表全身的汞质量平衡。这些发现提供了灰鲭鲨繁殖事件中产前汞暴露的首个组织分辨证据,并证明晚期胚胎在出生前携带可测量的汞负荷,同时突出了组织特异性生理在母体 - 胚胎汞动态中的重要性。

引言

虽然成年鲨鱼中的汞积累已被广泛研究(例如,Amezcua 等,2022;Rechimont 等,2024;2025),但关于怀孕雌鱼向发育中的胚胎传递汞量的信息相对较少(例如,Baró-Camarasa 等,2022;Li 等,2022b;Dutton 等,2023)。母体传递在卵胎生软骨鱼类中尤为相关,它们占鲨鱼和鳐鱼物种的近 70%,并表现出从卵黄囊卵胎生到胎盘卵胎生的多样化繁殖策略(Conrath and Musick, 2005)。在几种远洋鲨鱼中,包括鲭鲨目物种如普通长尾鲨(Alopias vulpinus),繁殖是通过无胎盘卵胎生和胚胎食卵进行的,这是一个发育中的胚胎在妊娠期间摄食母亲产生的未受精卵的过程(Snelson 等,2008)。相比之下,胎盘鼠鲨科鲨鱼,如灰鲭鲨,最初依赖卵黄储备,但在卵黄耗尽后,卵黄囊变得高度血管化并形成功能性母胎界面,通常被称为卵黄囊胎盘或假胎盘。虽然与哺乳动物的复杂胎盘不同源,但这种结构能够实现母体和胚胎组织之间的生理交换,包括营养物质、气体以及潜在的污染物如甲基汞(MeHg)的传递(Lyons and Adams, 2015; Blackburn and Hughes, 2024)。
由于甲基汞对蛋白质的强亲和力,关键发育阶段的胚胎暴露可能会损害生理发育,降低存活率,并损害软骨鱼类后代长期的适应性(Weis, 2009; Martins 等,2022)。因此提出了母体解毒策略,即污染物优先保留或重新分布在肝脏等代谢活跃的组织中,从而可能限制向发育中的胚胎传递(Li 等,2022a; Zvekic 等,2024)。在怀孕的豹鲨(Triakis semifasciata)中,估计其总汞负荷的 12–20% 被卸载到产仔中,胚胎肌肉浓度达到母体肌肉水平的 30–50%(Van Hees and Ebert, 2017)。在巴西的胎盘和卵黄囊卵胎生鲨鱼中,以及在胚胎在妊娠期间摄食母亲产生的未受精卵的食卵物种中,也记录了相似的母体传递模式(Martins 等,2022; Li 等,2022a)。
然而,母体汞传递似乎因物种而异,这可能反映了繁殖方式、产仔数量、母体供给策略、胎盘结构和生理解毒能力的差异。尽管关于软骨鱼类母体汞传递的证据日益增多,但尚无研究检查过灰鲭鲨中母体与后代之间的汞分配。这代表了一个重要的知识空白,因为灰鲭鲨是高繁殖力的胎盘鲨鱼,在 9–12 个月的妊娠期内产生 20–50 个胚胎的产仔(Fujinami 等,2017)。如此大的产仔量可能会将母体汞负荷稀释到众多后代中,与产生较少后代的物种相比,潜在地降低了个体胚胎层面的污染物暴露。此外,灰鲭鲨是高度迁徙的捕食者,会在具有不同污染水平的海域间移动,包括加利福尼亚湾,那里的采矿活动、沿海开发和人为径流增加了海洋生态系统中的汞输入(Páez-Osuna 等,2017; 2024)。
在远洋鲨鱼中,灰鲭鲨(Prionace glauca)是温带和热带海洋中分布最广泛、数量最丰富的物种之一。它可以长到三米以上,主要以头足类、甲壳类(包括螃蟹)和小 pelagic 鱼类如鲭鱼为食,这些鱼类已知会积累汞并有助于污染物跨营养级的传递(Coelho 等,2018; Druon 等,2022)。在东北太平洋和加利福尼亚湾,灰鲭鲨常作为商业渔业中的兼捕被捕获,其肉在本地和国际市场上商业化销售(da Silva 等,2021)。该地区的以往研究表明,成年灰鲭鲨的汞含量往往接近或超过人类食用的推荐限值,引发了对食品安全和长期种群健康的担忧(Rechimont 等,2024; 2025)。在此背景下,本研究通过分析一只怀孕雌鱼及其足月产仔,调查了加利福尼亚湾灰鲭鲨的母体汞传递。鉴于存在促进妊娠期间母胎交换的功能性卵黄囊胎盘,假设会发生可测量的汞(Hg)从母体向胚胎的传递。

章节摘要

采样与化学分析

2021 年 1 月 25 日,在太平洋东部加利福尼亚湾入口处的锡那罗亚州海岸外捕获了一条怀孕的雌性灰鲭鲨(约 22° 18′ 10′′ N 和约 107° 30′ 05′′ W)。该鲨鱼是使用夜间布设的表层延绳钓捕获的,钓钩最大捕捞深度约为 600 米。鲨鱼被储存在船上的冷藏室中直到处理。解剖前记录了总长(TL)和体重。取出子宫以回收

结果

怀孕雌鱼总长 211.5 厘米,体重 47.4 千克。减去子宫总质量(7.713 千克)后,校正后的母体体质量为 39.687 千克。母体肝脏重 4.27 千克,对应肝体指数(HSI)为 10.76%。产仔包括 34 个晚期胚胎(17 雌性 17 雄性),总长范围为 31.0 至 37.5 厘米(平均 ± 标准差:34.1 ± 1.7 厘米),体重范围为 89 至 176 克(135.1 ± 18.8 克)。发育阶段是根据体型和外部 的组合评估的

讨论

本研究提供了灰鲭鲨完整晚期产仔母体 - 胚胎汞暴露的组织分辨评估。34 个胚胎的产仔量与该物种报告的相对高繁殖力一致。其先进的外部发育和总长(31.0–37.5 厘米)表明,该繁殖事件是在妊娠晚期采样的,接近报告的出生时大小约 30–35 厘米总长(Nakano and Stevens, 2008)。211.5 厘米的

结论

研究结果提供了灰鲭鲨繁殖事件中母体 - 胚胎汞传递的首个证据,并表明母体卸载可能有助于污染物跨代的重新分布。在所有 34 个胚胎的肌肉和肝脏中均检测到汞,证明了产前暴露。相比之下,相对均一的浓度跨胚胎大小和性别表明在该发育阶段产仔内变异性有限。对比鲜明的组织模式,

CRediT 作者贡献声明

María Rechimont: 撰写 – 初稿,可视化,软件,方法论,调查。Felipe Amezcua: 撰写 – 审阅与编辑,可视化,监督,资源,资金获取,正式分析。Federico Páez-Osuna: 撰写 – 初稿,可视化,监督,资源,方法论,调查,资金获取,构思

未引用的参考文献

Lyons 等,2013;Olin 等,2018。

数据可用性

数据可根据要求提供。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本论文中报告的工作。

致谢

分析和数据库工作由 UNAM-DGAPA-PAPIIT 项目 IN205225 资助,题为“加利福尼亚湾生态区生物群落中微塑料和重金属的发生、特征及相互作用”。感谢 Humberto Bojórquez-Leyva 和 Kevin Reatiga-García 提供的分析协助,以及 R. Cruz 在样品处理方面的帮助。
María Emilia Rechimont|Felipe Amezcua|Federico Páez-Osuna
墨西哥国立自治大学,海洋与湖泊科学研究所,马萨特兰学术单位,霍尔·蒙特斯·卡马雷纳街无门牌号,马萨特兰,锡那罗亚州,82000,墨西哥
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