塑料纤维使贻贝生长受阻逾三分之一——这为何值得关注

Goose barnacles (white) are seen with mussels on a seaside cliff.
Tiny pieces of plastic litter have a harmful impact on marine animals, including mussels.Image: REUTERS/Jose Manuel Ribeiro
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  • 微纤维占海洋漂浮微塑料的比例最高可达91%。

  • 在一项新研究中,普利茅斯的研究人员发现,长期暴露于聚酯微纤维会使贻贝体型变小、生长速度变慢。

  • 贻贝属于双壳类贝类,是海洋食物保障的重要组成部分。

  • 《The Conversation》报道,贻贝生长速度下降可能影响更广泛的生态系统。

塑料污染威胁着海洋野生动物。我们看到散落在海滩上的塑料袋、瓶子和吸管,早已被认定为一种危险。但尺寸小于5毫米的塑料微小碎片——即微塑料——也是一个重要来源。

微纤维是最常见的微塑料类型,占海洋漂浮微塑料的比例最高可达91%。这些微小纤维会从纺织品中脱落,来源包括衣物穿着和洗涤过程,以及海洋设备的风化和磨损。

海洋动物会接触甚至摄入这些微塑料。贝类通过过滤水中的有机颗粒觅食,因此尤其容易受到影响。一项研究发现,贝类摄入的微塑料浓度远高于大多数其他海洋动物。

在普利茅斯海洋实验室,我和同事研究了微纤维暴露对幼年蓝贻贝(体长仅1厘米)的影响,研究持续了三个月。与成年动物相比,幼年动物通常更容易受到环境变化的影响。例如,幼年贻贝在野外的死亡率更高,主要是因为遭到捕食。因此,微塑料污染很可能对幼年贻贝造成重大影响。

我们发现,长期暴露于聚酯微纤维会使贻贝体型变小、生长速度变慢。

蓝贻贝是科学家重要的指示物种,因为它们能够反映生态系统的整体变化趋势。蓝贻贝不断过滤水体,因而会接触污染物,是监测水质的良好指标。贻贝属于双壳类贝类,也是海洋食物保障的重要组成部分。因此,如果野外贻贝的生长也出现减缓,可能会在海洋生态系统和双壳类水产养殖业中引发连锁影响。

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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体型较小的贻贝

在温度受控的实验室中,我们让贻贝暴露于尺寸介于0.01毫米至0.5毫米的聚酯微纤维,浓度分别为每升8根和80根。我们还让贻贝暴露于浓度为每升80根的棉质微纤维。

一群贻贝被缠在渔线上。Image: The Conversation/Chris Walkinshaw

科学家发现,海水中的微塑料浓度通常为每升海水10个颗粒。因此,我们研究所用的浓度能够代表自然环境中的情况。

暴露于较高浓度聚酯微纤维的蓝贻贝明显更小,平均生长速度比未暴露于任何微纤维的贻贝低36%。这一结果只出现在暴露于最高浓度聚酯微纤维的贻贝中。暴露于棉质微纤维并未导致幼年贻贝的生长速度显著下降。

合理分配能量

毒性研究表明,微塑料会对成年贻贝的分子和细胞层面造成损伤。一项研究记录到,贻贝细胞暴露于聚乙烯微塑料颗粒六小时后,出现了强烈的炎症反应。

贻贝暴露于塑料微纤维后生长减缓,可能源于其能量预算发生变化(即摄入能量与消耗能量之间的平衡发生变化)。造成这种变化的原因可能是贻贝改变摄食行为以避免摄入微纤维,将原本用于生长的能量转而用于处理摄入的微纤维,或修复微纤维造成的损伤。

贻贝生长速度下降,进而可能影响更广泛的生态系统。

幼年贻贝生长迅速,12至24个月即可达到上市规格。然而,它们必须与同类及其他物种争夺食物和空间。生长较慢的幼年贻贝可能在竞争中败给其他物种,也更容易遭到捕食。

体型较小的贻贝营养价值也较低。螃蟹等捕食者、峨螺、海星以及许多鸟类,可能不得不吃更多这种小贻贝。这可能影响贻贝及其捕食者的种群数量。

作为海鲜消费者的人类也会受到贻贝变小的影响。仅牡蛎、贻贝和扇贝每年就为全球人口提供逾800万吨食物。但生长速度降低意味着贻贝需要更长时间才能达到可捕捞规格。未来,个体较小、上市周期较长,可能会降低双壳类水产养殖的盈利能力。

贻贝是海洋食物保障的重要组成部分。Image: Pexels/ Magda Ehlers

受污染的海水

微塑料显然会影响幼年蓝贻贝的生长,但实际影响可能更为严重。

在一些污染更严重的海洋环境中,科学家发现微塑料浓度最高可达每升182个颗粒,是我们实验所用浓度的两倍多。另一项研究也表明,海洋中的微塑料浓度可能远高于目前的测量结果,因为许多颗粒太小,无法捕获和计数。

我们的研究凸显了开展长期实验、评估微塑料对海洋生物影响的重要性。生物体暴露于微塑料后,其细胞和组织受到的影响可能会在较短时间内显现。

但要评估与环境实际情况相关的微塑料浓度对生长、繁殖和存活的影响——这些影响与整个种群的关联最大——则需要长得多的观察期。

过度捕捞和气候变化已经威胁着海洋环境。如今,像我们这样的研究开始揭示微纤维及其他微塑料对海洋动物造成的危害。

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