随着人类对塑料的依赖程度不断提高,塑料垃圾在海洋中不断积累,形成了庞大的“垃圾岛”。这些塑料不仅对海洋生物造成直接威胁,还通过降解形成微塑料,进一步渗入食物链。科学家们发现,尽管塑料垃圾进入海洋的数量庞大,但大约70%的塑料垃圾难以被追踪和找到,这被称为“消失的塑料问题”。
珊瑚礁为数以万计的海洋生物提供了家园,包括鱼类、软体动物、甲壳类动物等。它们是地球上最丰富的生态系统之一。它们对气候也有调节作用,通过吸收二氧化碳,有助于调节海洋温度和酸度,维持海洋生态平衡。上图是软体珊瑚(Soft Coral)。摄影:王敏幹教授 ©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)(图文无关)“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,2024年9月,日本九州大学与泰国朱拉隆功大学的研究团队在泰国湾的珊瑚样本中发现了微塑料。这项研究表明,珊瑚的所有组成部分,包括表面黏液、组织和骨骼,都含有微塑料颗粒,这一结果为研究海洋塑料污染问题提供了新的视角。
(上图:珊瑚采样。助理教授苏帕卡恩·占当(右)和团队正在准备采集珊瑚样本以进行微塑料分析。(Kyushu University/Isobe lab))该研究团队开发了一种新的微塑料提取和检测方法,并首次将其应用于珊瑚样本。这项研究的关键在于对珊瑚结构的深入分析。珊瑚具有三大主要解剖部分:表面黏液、内层组织和由碳酸钙构成的骨骼。研究人员通过一系列化学洗涤步骤,逐层分解样本,成功提取和识别了174个微塑料颗粒。这些微塑料的大小主要在101-200微米之间,接近人类头发的宽度。
(上图. 在珊瑚中发现的微塑料样本。来自泰国湾的西昌岛海岸的珊瑚中提取出多种微塑料。从颜色、形状和大小可以看出,珊瑚会摄取各种微塑料,其中许多微塑料的厚度甚至比人类头发还要细。(九州大学/磯部实验室))从微塑料的分布及其影响来看,在检测的微塑料中,38%分布在表面黏液中,25%在组织中,37%则存在于骨骼中。主要的微塑料类型包括尼龙、聚乙烯醇和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),分别占已识别样本的20.11%、14.37%和9.77%。这些数据表明,珊瑚不仅是海洋生态系统的一部分,也可能在塑料污染中扮演“汇”的角色,吸收海洋中的微塑料。
该研究结果还可能揭示了科学界一直困惑的“消失的塑料问题”,即约70%的海洋塑料垃圾难以被发现。研究者们假设,珊瑚可能通过吸收微塑料来解释这一现象。由于珊瑚骨骼在死亡后仍然保持完整,沉积的微塑料有可能被保存数百年,类似于琥珀中的蚊子。
尽管这项研究为理解微塑料对珊瑚礁的影响提供了新的视角,但研究人员强调,仍需进一步探索微塑料对珊瑚及其周边生态系统的健康影响。未来的研究应当扩大到全球范围内,涵盖不同种类的珊瑚,以获取更全面的认识。
九州大学的研究团队表示,塑料污染已成为东南亚一个严重的问题,每年约有近1000万吨的塑料废物被倾倒入海洋,造成了前所未有的生态破坏。通过这种跨国合作,研究团队希望能够更好地理解微塑料的影响,从而推动更有效的环境保护措施。
海湿·小百科
01****微塑料
微塑料(Microplastic)是指直径小于5毫米的塑料颗粒,主要来源于大塑料物品的降解(如塑料袋、瓶子等)和生产过程中的原料颗粒。这些微小的塑料颗粒因其持久性和广泛分布,已经在全球海洋、河流和土壤中普遍存在,成为对生态系统和生物健康潜在威胁的重要污染物。微塑料可以被水生生物误食,从而进入食物链,影响生态平衡和人类健康。
02****珊瑚礁
珊瑚礁(Coral Reef)是由珊瑚虫分泌的碳酸钙骨骼构成的复杂生态系统,通常生长在温暖、浅水的海域。它们是地球上最丰富的生物多样性栖息地之一,提供了重要的栖息地和食物来源,支持着多种鱼类、无脊椎动物和其他海洋生物的生存。此外,珊瑚礁也为沿海社区提供生态服务,如防护海岸、促进渔业和吸引旅游。由于气候变化、海洋酸化和污染等因素,珊瑚礁正面临严重威胁,保护珊瑚礁的健康对维持全球海洋生态系统至关重要。
03****表面黏液
表面黏液(Surface Mucus Layer)是覆盖在珊瑚表面的一层粘稠物质,主要由糖蛋白和其他有机物质组成。它起到保护珊瑚的作用,防止病原体、寄生虫和其他有害物质的侵入,同时帮助珊瑚捕捉悬浮在水中的微小食物颗粒。表面黏液层还具有调节水分和减少机械损伤的功能,是珊瑚生存和健康的重要组成部分。此层黏液的质量和完整性对珊瑚的生理状态和生态适应能力至关重要。
04****积累模式
积累模式(Accumulation Pattern)指的是污染物在特定环境或生物体内随时间积累的方式和分布特征。这一模式可以反映出不同生物对污染物的吸收、储存和释放机制,以及环境条件对这些过程的影响。在生态研究中,了解污染物的积累模式有助于评估其对生态系统的影响,以及在食物链中可能带来的风险,从而为环境保护和管理提供科学依据。这篇研究中,提到了积累模式,主要目的是探讨微塑料在不同珊瑚物种及其组成部分(如表面黏液、组织和骨骼)中的积累情况。这一模式有助于理解珊瑚如何与微塑料相互作用,包括微塑料的吸附、积累和可能的生态影响。
05****污染汇
污染汇(Sink)是指一个生态系统或环境中能够吸收、储存或分解污染物的区域或生物体。在生态学中,污染汇通常指能够长期积累污染物而不释放到环境中的生物或地表。这一概念用于描述特定生物(如珊瑚、植物或沉积物)如何通过物理、化学或生物过程减缓污染物的扩散,保护周围生态系统的健康。理解污染汇的作用有助于评估和管理环境污染,制定相应的保护措施。在这项研究中发现,珊瑚可以作为微塑料的“汇”,通过吸附和储存微塑料来减缓其在海洋中的扩散。这一发现为解释“缺失塑料问题”提供了新的视角,强调了珊瑚在生态系统中的重要性以及它们如何影响微塑料的循环。
思考题·举一反三
Q1、不同珊瑚物种在进化过程中可能会发展出不同的基因组特征,使它在环境应对方面具有独特的能力。那么,不同珊瑚物种对微塑料的吸附和积累机制,是否存在遗传或生理上的差异?这些差异,又可能如何影响珊瑚的适应能力和生态角色?
Q2、当前对微塑料在海洋生态系统中的循环和转化过程的理解是否足够深入?是否有必要建立跨学科的研究框架,以全面评估微塑料对生态系统功能的潜在影响?是否需要建立一个多层次的生态模型,以揭示微塑料如何通过食物链影响更广泛的海洋生态系统?这种模型如何促进对微塑料污染治理策略的制定?
Q3、在微塑料污染严重的区域,珊瑚可能会如何调节其生理反应,来应对微塑料的侵入?这种调节机制是否会影响其与其他海洋生物的相互作用、以及生态网络的稳定性?
Q4、现有的研究,是否充分考虑了微塑料与海洋化学物质的相互作用对珊瑚生态系统的长期影响?如何评估这些相互作用在不同环境条件下(如温度、酸化)对珊瑚生理及其生态位的潜在影响?
资讯源 | 九州大学、ScienceDaily
编译 | 王芊佳
编辑 | Sara
排版 | 绿叶
参考资料略