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越来越多的科学证据表明,初级生产者(包括植物和浮游植物)具有一种此前被忽视的能力,即在体内分解和解毒甲基汞,甲基汞是全球食物网中循环的最强效的神经毒素之一。
越来越多的科学证据表明,包括植物和浮游植物在内的初级生产者拥有此前被忽视的能力,能够内部分解和解毒甲基汞——一种在全球食物网中循环的最强效神经毒素之一。这种新发现的体内脱甲基途径能够迅速将甲基汞转化为毒性较低的无机汞,后者随后被还原为气态汞(Hg??)并释放回大气中。这一发现填补了重要的知识空白,有助于解释为何汞排放量的大幅下降并未转化为人类甲基汞暴露量的相应减少。通过限制甲基汞在食物链最早期阶段的进入,这一自然过程为保障食品安全、生态系统健康和全球汞减排策略提供了新的契机。
汞污染仍然是全球健康和环境面临的持续威胁,其中甲基汞由于其在食物链中极强的生物放大作用,构成了极高的风险。尽管《关于汞的水俣俣公约》已成功遏制了人为汞排放,但减排最终如何影响食物中的甲基汞含量以及膳食暴露量,仍然存在诸多不确定性。传统观点认为,甲基汞在进入食物链之前,会在土壤、沉积物和地表水中发生光化学和微生物降解。然而,大气汞浓度变化趋势与生物体内甲基汞含量之间持续存在的差异表明,存在一些未被考虑的转化过程,这些过程使得汞排放与甲基汞暴露脱钩。鉴于这些悬而未决的问题,迫切需要对生物体内甲基汞的转化过程进行更深入的研究。
该 观点文章 引用了近期研究,这些研究表明,八种植物和几种浮游植物表现出出乎意料的强大的甲基汞脱甲基化能力。这些微生物并非仅仅是甲基汞的积累者,它们能将高达86%的吸收甲基汞转化为无机汞,并在短短几天内将其进一步还原为气态汞(Hg??)。这一转化过程的关键在于一种此前被忽视的、由细胞内单线态氧触发的非光依赖性反应。单线态氧是一种常见的活性氧,它能攻击甲基汞-硫醇复合物中延长的碳-汞键。这种降解过程的速度与已知的光解途径和微生物途径相当,甚至更快。
由于初级生产者占据了地球生物量的大部分,它们的集体脱甲基活动很可能对大气中的Hg??库有显著贡献。作者认为,在汞循环模型中排除这种生物“泵”会造成预测甲基汞向食物网转移以及评估全球汞减排政策有效性的重大不确定性。新发现的途径从机制上解释了为什么减少汞排放通常只会导致人类和野生动物甲基汞暴露量的轻微下降。
作者强调,认识到这种隐蔽的脱甲基途径对于准确评估全球汞控制策略至关重要。他们指出,初级生产者介导的甲基汞降解发生在营养级转移之前,可以显著影响作物、水生生物以及最终人类膳食中的甲基汞含量。研究团队认为,未来的监测和建模框架必须纳入生物体层面的转化,以避免误解环境趋势或低估自然解毒作用。他们认为,这种精细的理解对于切实保障食品安全、野生动物健康和公众福祉至关重要。
这一新发现的生物途径为可持续的汞管理开辟了充满希望的途径。增强作物中活性氧介导的脱甲基作用可以降低大米等主要食品中的甲基汞含量,而利用浮游植物或水生植物的自然修复方法则有助于污染水体的治理。作者呼吁将减排工作与有针对性的脱甲基增强措施相结合,应用于农业生产、食品加工和生态系统管理。将这一途径纳入全球汞循环模型将有助于更准确地预测人类暴露和环境风险,最终促进粮食安全、生态系统健康和可持续发展目标的实现。