东南阿拉斯加灰狼的元素生物累积作为营养级判别指标：海陆食性转换与痕量元素暴露风险

　　本研究针对东南阿拉斯加灰狼种群因栖息地差异导致的食性分化问题，通过稳定同位素（δ13C和δ15N）与多元素痕量分析技术，系统评估了四个地理种群（道格拉斯岛、朱诺、古斯塔夫斯及普莱森特岛）的营养来源与污染物暴露特征。研究发现，海洋食性为主的种群（古斯塔夫斯、普莱森特岛）表现出显著更高的Hg、Cd、Se等元素富集，且Se:Hg摩尔比低于1，提示存在汞毒性风险。该研究首次整合同位素生态学与环境污染分析，为顶级捕食者的生态适应性与环境保护策略提供了关键科学依据。

　　

在广袤的阿拉斯加荒野中，灰狼（Canis lupus）作为顶级的捕食者，其生存策略一直备受生态学家关注。尤其是在东南阿拉斯加沿海地区，灰狼展现出惊人的食性可塑性：它们不仅捕食驼鹿、黑尾鹿等陆生有蹄类，还会利用潮间带资源，甚至以海洋哺乳动物为食。近年来，随着海獭（Enhydra lutris）种群数量的恢复与扩张，一些沿海狼群——例如2013年迁入普莱森特岛的种群——甚至发展出以海獭为主食的特殊食性。这一转变不仅改变了当地食物网结构，也引发了新的科学问题：从陆地到海洋的食性转换，是否会带来污染物暴露风险的变化？海洋来源的猎物是否会导致灰狼体内痕量元素（Trace Elements, TEs）的富集，进而威胁种群健康？

为回答这一问题，由Miranda Brohman、Gretchen H. Roffler等研究人员组成的研究团队，在《Journal of Traditional and Complementary Medicine》上发表了一项开创性的研究。他们首次将稳定同位素分析与多元素痕量分析技术相结合，系统探讨了东南阿拉斯加四个灰狼种群（道格拉斯岛、朱诺、古斯塔夫斯、普莱森特岛）的食性特征与元素富集模式，并在此基础上评估了其生态健康风险。

本研究采用了几项关键技术方法：首先，研究人员于2013–2021年间采集了四个地区的灰狼毛发样本（n=48），并于2018–2019年从含海獭毛发的狼粪中收集了海獭毛发（n=66），样本覆盖了不同地理环境与食性类型的种群。通过稳定同位素比率质谱技术（IRMS）分析碳（δ¹³C）和氮（δ¹⁵N）同位素组成，以推断营养来源和食性构成。其次，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对16种痕量元素（包括Al、As、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Se、Sn、V、Zn）进行定量分析。数据经过非参数统计检验（Kruskal-Wallis）及相关性分析，以揭示元素积累与食性之间的关系。

3.1. 狼与海獭毛发的稳定同位素比率

结果显示，不同地区的狼群具有明显不同的同位素特征。道格拉斯岛和朱诺的狼群δ¹³C值较低（-26.3‰和-24.1‰），表明其以陆生猎物为主；而古斯塔夫斯和普莱森特岛的狼群则显示出富集的δ¹³C（-22.2‰和-17.5‰）与δ¹⁵N（7.88‰和11.3‰），说明海洋来源营养输入显著。尤其普莱森特岛狼群δ¹⁵N显著偏高，营养位置高出道格拉斯岛狼群近两个营养级。海獭样本在两地区间同位素值无显著差异，说明其食性在区域尺度上保持一致。

3.2. 痕量元素分析

3.2.1. 狼毛发中的痕量元素

普莱森特岛狼群在7种元素（Al、Cd、Co、Fe、Mn、Se、V）中浓度最高，其中Cd含量（0.160 μg/g）是道格拉斯岛种群的12倍以上，Mn和V也显著偏高。古斯塔夫斯狼群则在Cr、Hg、Mo等元素上富集最明显，Hg平均浓度达4.24 μg/g，而道格拉斯岛与朱诺狼群均未检出Hg。此外，所有狼群Se:Hg摩尔比均小于1，表明存在汞毒性潜在风险。

3.2.2. 海獭毛发中的痕量元素

海獭样本中，普莱森特岛海獭在Cd、Cu、Hg、Pb、Se、Sn、V、Zn等元素上浓度最高，古斯塔夫斯海獭则在Al、As、Co、Cr、Fe、Mn方面更为富集。值得注意的是，海獭的Se:Hg比远高于1（7.8–8.25），说明其体内硒可能缓解了汞的毒性效应。

3.2.3. 狼与海獭元素富集比较

统计分析表明，海獭在Cd、Se、V等元素上的富集程度显著高于狼，反映出海洋食物网具有更高的元素累积潜力。相关分析进一步揭示，狼毛发中Co–Al、Fe–Al、Mo–Cr等元素对呈强正相关，表明这些元素可能来自共同的环境或食源性输入。

3.3. Se:Hg比率

所有狼种群的Se:Hg摩尔比均低于1（0.106–0.952），提示这些种群可能面临汞毒性的威胁。相比之下，海獭的高比率（7.8–8.25）说明其通过硒的有效结合具备一定的汞解毒能力。

研究表明，东南阿拉斯加灰狼的食性可塑性显著影响其痕量元素暴露水平。依赖海洋资源的种群（如普莱森特岛和古斯塔夫斯）在多种元素（如Hg、Cd、Se、V等）上富集程度更高，这可能与海洋食物网中较强的生物累积与放大效应有关。尤其值得注意的是，汞的富集及其与硒的摩尔比提示了明确的生态毒理风险。这一发现不仅深化了对营养级传递中污染物行为的理解，也为沿海生态系统保护提供了重要依据：在制定狼群与海獭管理策略时，需综合考虑其食性转换所带来的潜在健康风险。

该研究首次将稳定同位素生态学与多元素环境毒理学相结合，在方法学与实证层面均具创新性。其结果强调，在气候变化与人类活动加剧的背景下，理解顶级捕食者的营养生态与污染暴露的交互作用，对生物多样性保护与生态系统健康评估具有深远意义。