海鳥危機(jī)！塑料攝取引發(fā)大腦損傷和多器官功能障礙

海鳥是海洋生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，它們通過捕食控制海洋生物數(shù)量，維持生態(tài)平衡，同時(shí)在海洋與陸地間傳遞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，并促進(jìn)能量在食物鏈中的流動(dòng)。而且，海鳥們對(duì)環(huán)境變化敏感，在反映生態(tài)系統(tǒng)健康狀況方面也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

然而，隨著全球塑料污染問題的日益嚴(yán)重，海洋生態(tài)系統(tǒng)遭受威脅的背景下，海鳥作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分也深受其害。在近期發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）的一項(xiàng)研究揭示出塑料攝取對(duì)海鳥的深遠(yuǎn)影響，特別是對(duì)雛鳥的多器官功能和神經(jīng)系統(tǒng)造成的損害。

這種由塑料攝取引起的疾病被稱為“塑料癥”（Plasticosis），是由于海鳥誤食海洋中的塑料碎片而引發(fā)的一種疾病。這些塑料碎片在海鳥的消化道內(nèi)堆積，不僅物理性地?fù)p傷消化道，還釋放出有害的化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)一步影響海鳥的健康。簡(jiǎn)言之，它正悄然奪走海鳥的生命。

研究背景
近年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)塑料攝取會(huì)改變野生動(dòng)物的血液化學(xué)成分、脂肪酸組成以及污染物分布。然而，這些研究大多基于假設(shè)驅(qū)動(dòng)的特定指標(biāo)檢測(cè)，可能忽略了塑料與生物系統(tǒng)之間復(fù)雜相互作用的全貌。例如，一些研究未能發(fā)現(xiàn)塑料攝取與海鳥體型之間的直接關(guān)系，但更多研究表明，塑料暴露與組織損傷、炎癥或器官衰竭等健康問題密切相關(guān)。

為了更全面地評(píng)估塑料對(duì)野生動(dòng)物健康的影響，研究人員開始采用假設(shè)非依賴性的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，如蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)。這種方法能夠同時(shí)檢測(cè)大量蛋白質(zhì)的表達(dá)變化，從而揭示塑料對(duì)生物體的系統(tǒng)性影響。

研究方法
研究采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的蛋白質(zhì)組學(xué)方法，分析了745種蛋白質(zhì)在不同塑料暴露水平下的變化。研究對(duì)象為野生的非模式生物——短尾鹱（Ardenna tenuirostris）雛鳥。研究人員比較了低塑料暴露組和高塑料暴露組雛鳥的蛋白質(zhì)組差異，每組雛鳥的體型和健康狀況相似，但塑料暴露水平不同。

研究中使用了數(shù)據(jù)獨(dú)立采集質(zhì)譜（DIA-MS）技術(shù)，檢測(cè)了雛鳥血液中的蛋白質(zhì)變化，并對(duì)部分雛鳥的胃和肝臟組織進(jìn)行了定量聚合酶鏈反應(yīng)（qPCR）分析，以驗(yàn)證蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果。為了進(jìn)一步探究塑料對(duì)海鳥大腦的影響，對(duì)雛鳥的大腦組織進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析。

塑料對(duì)海鳥的具體影響
盡管從外觀上看，兩組雛鳥的健康狀況相似，但蛋白質(zhì)組學(xué)分析揭示了顯著的生理差異。研究發(fā)現(xiàn)，高塑料暴露組的雛鳥血液中檢測(cè)到202種蛋白質(zhì)的表達(dá)水平顯著不同，占檢測(cè)到的745種蛋白質(zhì)的27%。這些蛋白質(zhì)的變化表明，塑料暴露對(duì)雛鳥的健康產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

多器官損傷：研究發(fā)現(xiàn)，海鳥雛鳥在攝取塑料后，其血液中的蛋白質(zhì)表達(dá)發(fā)生了顯著變化。具體來說，202種血液蛋白質(zhì)的表達(dá)水平在高塑料暴露組和低塑料暴露組之間存在顯著差異。高塑料暴露組的雛鳥血液中胃蛋白酶原A5（PGA5）水平顯著升高，表明胃黏膜受損，胃內(nèi)蛋白質(zhì)泄漏到血液中。同時(shí)，肝臟合成的白蛋白、補(bǔ)體蛋白和凝血蛋白等關(guān)鍵血液蛋白水平降低，而細(xì)胞內(nèi)肝蛋白水平升高，表明肝臟細(xì)胞受損。此外，腎臟分泌的谷胱甘肽過氧化物酶3（GPX3）水平降低，提示腎臟功能受損。

神經(jīng)退行性病變：更令人擔(dān)憂的是，塑料攝取還引發(fā)了海鳥的神經(jīng)退行性病變。研究發(fā)現(xiàn)，高塑料暴露組的雛鳥血液中腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）水平顯著降低，BDNF對(duì)神經(jīng)元的生長(zhǎng)、存活和功能至關(guān)重要，其水平的降低可能導(dǎo)致記憶和學(xué)習(xí)能力的下降。此外，進(jìn)一步的大腦組織蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，與低塑料暴露組相比，高塑料暴露組的雛鳥大腦中與神經(jīng)發(fā)生、微管組裝和氧化應(yīng)激相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)水平顯著升高，表明大腦正在對(duì)損傷做出反應(yīng)。

長(zhǎng)期影響：研究人員指出，這些雛鳥在不到100天大時(shí)就出現(xiàn)了類似癡呆的大腦損傷跡象，而它們的壽命可達(dá)37~38年。這種大腦損傷可能影響它們的記憶和學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而影響它們的生存能力。年幼的短尾鹱需要記住它們的島嶼和巢穴的位置，并在5年后完成大約10000公里的旅程。盡管目前尚不清楚這些海鳥雛鳥在成年后是否會(huì)繼續(xù)受到塑料暴露的影響，但研究人員正在對(duì)同一群體中的成年海鳥進(jìn)行進(jìn)一步的血液檢測(cè)。海鳥作為“哨兵物種”，提醒我們關(guān)注塑料污染帶來的新的環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。

塑料癥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的警示
研究指出，傳統(tǒng)的健康評(píng)估指標(biāo)，如體重，可能無法準(zhǔn)確反映塑料暴露對(duì)野生動(dòng)物健康的影響。因此，未來的研究和保護(hù)工作需要采用更全面的評(píng)估方法，如蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，以更好地監(jiān)測(cè)和應(yīng)對(duì)塑料污染對(duì)生物多樣性的影響。同時(shí)，需要在其他受塑料污染影響的鳥類物種中進(jìn)行類似的研究，以驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)是否具有普遍性。

塑料污染對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的威脅遠(yuǎn)比我們之前認(rèn)識(shí)到的更為嚴(yán)重。短尾鹱雛鳥因塑料攝取出現(xiàn)的大腦損傷和多器官功能障礙，為我們敲響了警鐘。海鳥作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的指示物種，其健康狀況的變化可以反映出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。塑料污染不僅影響海洋生物的生存和繁殖，還可能通過食物鏈傳遞，最終影響人類的健康。

面對(duì)塑料癥這一嚴(yán)峻的環(huán)境問題，我們必須采取積極有效的措施來減少塑料污染。這包括減少一次性塑料制品的使用、加強(qiáng)塑料垃圾的回收和處理、以及提高公眾對(duì)塑料污染問題的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，探索新的技術(shù)和方法來監(jiān)測(cè)和減輕塑料污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響也非常必要。保護(hù)海洋生物的生存環(huán)境,不僅是為了海鳥和其他海洋生物的未來，也是為了人類自身的健康和可持續(xù)發(fā)展。

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編譯 | Sara
審核 | YJ
排版 | 綠葉

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