综述：波浪之下：生物累积性化学污染物对海草和草食性巨型动物的威胁系统性评估

《Marine Pollution Bulletin》：Beneath the waves: A systematic review of the threats of bioaccumulative chemical contaminants to seagrass and herbivorous megafauna

　　本综述系统评估了金属（类金属）和有机污染物在海草、儒艮、海牛和绿海龟中的生物累积效应与风险，指出当前研究存在地理分布不均、新兴污染物（如PFAS）数据匮乏、缺乏污染物浓度与生物效应关联等局限，并强调新方法（NAMs）和组学技术在生态风险评估中的重要性。

　　

沿海海洋环境正持续受到来自陆地的人类活动污染物的冲击，包括金属（类金属）和新兴持久性有机污染物（POPs）。这些污染物可以在海洋沉积物、海草以及以海草为食的草食性海洋巨型动物（如儒艮、海牛和绿海龟）体内累积。本系统性综述评估了污染物在这些关键生物类群中的生物累积、效应及潜在风险，揭示了当前研究的空白并指出了未来的方向。

全球研究分布不均

对现有文献的分析表明，关于污染物在海草和巨型动物中累积的研究存在显著的地理偏差。海草污染研究高度集中在发达国家和地区，特别是地中海沿岸，而对儒艮和海牛分布密集的东南亚、西印度洋等发展中地区的关注严重不足。同样，对绿海龟的研究也多集中于巴西海岸、墨西哥湾和澳大利亚东北部等特定区域。这种不平衡限制了我们对全球范围内污染物威胁的全面理解，并凸显了国际协作与数据共享的必要性。

污染物累积格局

金属（类金属）是研究最充分的污染物类别。数据显示，海草中多种金属（如砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)）的累积浓度通常高于儒艮、海牛和绿海龟组织中的浓度。这可能与采样偏差（海草样本常来自已知污染点源）、生物稀释效应、物种特有的代谢和排泄机制，以及巨型动物活动范围较广有关。在绿海龟中，不同组织对金属的累积能力各异，角盾和肝脏通常显示出比血液更高的浓度，表明它们可作为长期暴露的非致命性生物指示材料。

有机污染物的研究相对较少，但趋势类似。农药（如有机氯农药(OCPs)）、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)在海草中的浓度普遍高于动物组织。值得注意的是，一些农药（如毒死蜱）在绿海龟体内的浓度超过了海草，提示可能存在生物放大或其他暴露途径。然而，对全氟和多氟烷基物质(PFAS)、药品和个人护理品(PPCPs)等新兴污染物的研究严重不足，其在这些生物体内的累积情况和风险尚不明确。

暴露研究与生物标志物探索

实验室暴露研究（海草为体内in vivo，巨型动物细胞为体外in vitro）为了解污染物的毒性机制和筛选潜在生物标志物提供了窗口。研究表明，污染物暴露可引发一系列生物分子层面的响应。例如，铜(Cu)暴露可诱导海草抗氧化酶基因（如谷胱甘肽S-转移酶）和细胞色素P450 (Cytp450) 相关基因的表达变化，并可能破坏生物膜完整性。镉(Cd)暴露则可能影响海草的肌动蛋白细胞骨架和核酸代谢。在绿海龟细胞系中，暴露于全氟壬酸(PFNA)、菲或PCB153等污染物会导致超氧化物歧化酶(SOD)、热休克蛋白(Hsp)等蛋白的差异表达，这些分子可能作为早期应激的生物标志物。

这些新方法（NAMs），特别是组学技术（如转录组学、蛋白质组学），能够揭示在低浓度污染物暴露下发生的细微生化扰动，为在宏观 adverse effect（如生长抑制、死亡）出现之前进行早期预警和风险评估提供了有力工具。

风险商数揭示潜在威胁

风险商数(RQ) 被用来关联环境中的污染物累积浓度与实验室观察到的效应浓度，从而评估生态风险。计算结果表明，对于某些金属（如Cd、Cr、Cu、Zn），基于海草和绿海龟肝脏组织中平均环境浓度计算的RQ值多次大于1，表明许多野生种群可能正面临这些污染物的 adverse effects 风险。尽管使用RQ存在不确定性（例如生物累积因子(BAF)的变异），但它架起了实验室研究与真实世界风险评估之间的桥梁，尤其适用于难以进行体内暴露实验的濒危巨型动物。

结论与展望

化学污染是与气候变化和生物多样性丧失并列的全球性危机。当前对海草及其支持的草食性巨型动物所受化学威胁的理解仍存在显著差距。未来研究需要：1）标准化研究方法并促进数据共享（遵循FAIR原则）；2）结合靶向和非靶向筛查，全面评估环境中的污染物混合物；3）加强新方法（NAMs）和组学技术的应用，建立有效的生物标志物体系；4）建立国家层面的生物样本库，便于科学研究；5）优化实验设计，考虑年龄、性别、季节等协变量。通过采取这些措施，将能更准确地评估和管理污染物对脆弱海洋生态系统及其关键物种构成的风险，为保护生物多样性和生态系统健康提供科学依据。