什么是“浮游塑化病”(plasticosis),它如何影响海鸟?

When seabirds ingest plastic, it is scarring their digestive tracts and causing a phenomenon scientists are calling ‘plasticosis’.
When seabirds ingest plastic, it is scarring their digestive tracts and causing a phenomenon scientists are calling ‘plasticosis’.Image: Pexels/Asad Photo Maldives
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  • 海鸟摄入塑料后,会损伤其消化道,引发科学家所称的一种现象——“浮游塑化病”。

  • 浮游塑化病可能有助于解释某些病原体如何侵入鸟类体内并导致其死亡。

  • 摄入塑料很可能已导致许多动物死亡,但目前尚未证实,因摄入塑料而直接导致的死亡会对物种产生种群层面的影响。

作为一名保护生物学家,我研究海洋野生动物摄入塑料的情况,每当我展示研究成果时,总会遇到同一个问题:“塑料会如何影响食用它的动物?”

这是该领域最重大的问题之一,目前尚无定论。不过,由Adrift Lab(一个由澳大利亚及国际科学家组成、专门研究塑料污染的团队)开展的一项最新研究,为越来越多的证据增添了新的一笔,表明摄入塑料碎片会对食用它的动物产生可察觉的慢性影响。这项工作标志着关键一步:从认识到塑料无处不在,推进到诊断摄入后的影响。

从个体影响到物种层面的影响

人们普遍认同,世界正面临塑料污染危机。大量难以降解的废弃物引发了令人触目惊心的照片:死亡海鸟和鲸鱼,其胃中塞满了塑料。

摄入塑料很可能已导致这些个体动物死亡,但目前尚未证实,因摄入塑料而直接导致的死亡会对物种产生种群层面的影响——也就是说,种群数量随时间推移而下降,并与特定污染物导致的慢性健康影响相关。

一个影响种群数量并造成显著后果的著名污染物案例是杀虫剂滴滴涕(DDT),它在20世纪50年代和60年代曾在北美广泛使用。滴滴涕在环境中不断累积,包括在鹰、鱼鹰和其他鸟类所食用的鱼类体内。它导致鸟类所产的蛋壳极薄,常常在巢中破裂。

接触滴滴涕导致种群数量急剧下降,其中包括白头海雕、鱼鹰以及美国各地的其他猛禽。1972年,美国环境保护署禁止了大部分滴滴涕的用途之后,这些物种的数量才逐渐开始恢复。

摄入塑料可能在不直接导致饥饿或肠道堵塞死亡的情况下危害野生动物。但正如上文所述滴滴涕的案例,这类较为隐蔽的亚致死效应,其影响可能远为深远。

大量实验室研究(其中部分可追溯至十年前)已表明,摄入塑料会对无脊椎动物、哺乳动物、鸟类和鱼类产生慢性影响。这些影响包括十年前,行为改变、体重和身体状况下降、摄食率降低、繁殖能力下降、生物体内的化学失衡以及基因表达变化等。仅举数例。

然而,实验室研究往往难以真实反映现实情况。在野生动物中记录那些通常不易察觉、且能明确归因于塑料本身的亚致死效应,始终难以实现。例如,2022年,我与同事发表了一项研究,发现某些须鲸在进食时每天摄入数百万个微塑料颗粒,但我们尚未发现这些鲸鱼的健康受到任何影响。

海鸟消化道的损伤

Adrift Lab的研究聚焦于优雅的肉足鹱(Ardenna carneipes),这是一种中等体型的海鸟,羽毛深色,喙强健且呈钩状。该实验室研究的是在豪勋爵岛筑巢的鹱类。该岛是位于澳大利亚东部塔斯曼海中的一小块陆地,长6英里、宽1英里(16平方公里)。

该海域的漂浮塑料污染程度仅为中等。但鹱类以及海燕和信天翁都属于管鼻目海鸟,它们鼻孔呈管状,嗅觉极为灵敏。正如我在自己的研究中所发现的,管鼻目海鸟在寻找塑料垃圾方面极为擅长。塑料垃圾上附着的藻类可能使其散发出食物的气味,因此它们会误以为此处是觅食之地。事实上,肉足鹱是迄今已研究物种中塑料摄入率最高的物种之一。

海洋生态学家珍妮弗·拉弗斯(Jennifer Lavers)是Adrift Lab的负责人,十多年来一直在研究这一野生鹱类种群对塑料垃圾的摄入情况。2014年,该实验室开始发表研究成果,将摄入塑料与亚致死性健康影响联系起来。

由于人类过度使用塑料,浮游塑化病可能预示着一个新的疾病时代正在来临。Image: CC BY-ND。

2019年,拉弗斯领导了一项研究,描述了摄入塑料与血液化学多项指标之间的相关性。摄入塑料较多的鸟类血液中钙含量较低,同时胆固醇和尿酸水平较高。

2023年1月,拉弗斯团队发表了一篇论文,发现这些鹱类存在多器官损伤,原因是它们摄入了微塑料碎片(直径不足四分之一英寸(五毫米))以及更大的大型塑料颗粒。这些发现包括首次描述了鸟类腺胃(即其胃中进行化学消化的部分)内疤痕组织过度增生的现象。

这一过程被称为纤维化,是机体对损伤或伤害做出反应的标志。在人类中,纤维化见于长期吸烟者的肺部以及反复、长时间接触石棉的人群中,在重度饮酒者的肝脏中也可见到。过多疤痕组织的积累会导致器官功能下降,并可能使疾病通过受损器官侵入人体。

新的塑料疾病时代

Adrift Lab的最新论文进一步拓展了这些发现。研究人员发现,腺胃中的塑料含量与疤痕的程度之间呈正相关。他们得出结论:摄入的塑料导致了疤痕形成,并将这一现象称为“浮游塑化病”。

许多鸟类会有意吞食小石子和砂砾,这些物质会积存在其肌胃(即胃的第二部分)中,通过研磨食物帮助鸟类消化。然而,关键在于,这种有时被称为浮石的砂砾并不会引起纤维化。

浮游塑化病:这些图像显示了肉足鹱胃部的疤痕(蓝色),从左侧受影响最轻,到右侧受影响最严重。Image: CC BY。

科学家已观察到鱼类摄入塑料与病原体感染疾病之间存在关联。浮游塑化病可能有助于解释病原体如何通过受损的消化道侵入体内。

海鸟曾是最早的预警者,提示塑料对海洋生物可能构成风险:1969年的一项研究描述了对在夏威夷死亡的幼年黑脚信天翁(Phoebastria immutabilis)进行检查,并在其胃中发现了塑料。因此,首次被明确归因于海洋塑料垃圾的疾病也在一种海鸟身上被描述,这或许颇为恰当。在我看来,由于人类过度使用塑料及其他长期存在的污染物并使其泄漏到环境中,浮游塑化病可能预示着一个新的疾病时代正在来临。

这家公司发明了一种快速去除水中微塑料的方法。
这家公司发明了一种快速去除水中微塑料的方法。
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2022年,联合国成员国投票决定就一项终结塑料污染的全球性条约展开谈判,目标完成时间为2024年。这将是首个以协调一致的方式应对塑料污染的具有约束力的协议。在鹱类中发现浮游塑化病表明,已刻不容缓。

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