海鸟摄入塑料引发多器官损伤和认知衰退

多年来，杰克·奥蒂在塔斯马尼亚医学院研究人体炎症如何驱动各种疾病，包括中风、败血症和阿尔茨海默病。然而，五年前的一次访问改变了他的研究方向。当时他参观了一个海鸟栖息地，看到许多死掉的短尾鹱（Ardenna carneipes）幼鸟被冲上岸，它们的内脏里充满了塑料。当他解剖其中一只海鸟时，训练有素的眼睛发现了微生物群落严重的炎症迹象。心痛之余，他决定将自己关于炎症的知识应用于同事对塑料对野生动物影响的研究。

从那时起，奥蒂和他的同事们开始研究塑料和微塑料（由较大塑料碎片分解而成的微小碎片）如何影响海鸟的健康。在2023年的一篇论文中，他们识别出一种由于摄入微塑料导致胃组织炎症而引起的纤维性疾病——塑料病。

“我们正在让所有野生动物暴露于塑料、毒素、污染和全球变暖之中——我们现在正在进行一个巨大的实验，”奥蒂告诉Mongabay，并补充说研究这些威胁对野生动物的影响非常重要。“我认为我们可以从野生动物身上学到很多关于人体内部发生的事情。”

迄今为止，大部分研究都是基于对被塑料填满的死亡动物的观察。但奥蒂和他的同事们想知道，持续摄入塑料会对看似健康的海鸟产生什么影响。

在最近发表于《科学进展》杂志的一项研究中，研究人员找到了答案：即使这些幼鸟外表没有表现出任何健康问题，塑料也会在三个月大的短尾鹱幼鸟体内造成不可逆的组织损伤。通过使用蛋白质组学技术分析血液中的蛋白质，研究人员发现摄入更多塑料的幼鸟具有异常水平的某些蛋白质，这表明多个器官受损和幼鸟大脑的认知衰退。

“似乎没有多少器官未受影响，”奥蒂说。“我们看到了心脏蛋白、肝脏蛋白、肾脏蛋白、胃蛋白和脑蛋白，都受到了塑料的影响。”

加拿大环境与气候变化部的保护生物学家詹妮弗·普罗文彻（Jennifer Provencher）表示，这项研究非常有趣且创新。“这种工具，蛋白质组学，是评估塑料污染影响的一个非常令人兴奋的新工具。”

长寿海鸟的长期损害

短尾鹱是一种长寿的海洋鸟类，在印度洋和太平洋的岛屿和海岸线上筑巢繁殖。在繁殖季节，成鸟喂养幼鸟鱼和鱿鱼，直到它们离巢并向北迁徙。作为表面觅食者，这些鸟类经常误食漂浮的塑料碎片，这些碎片看起来像它们的猎物。由于太平洋和印度洋都有漂浮的垃圾带，这些鸟类很容易摄入高含量的塑料。

虽然成鸟会呕吐并排出大部分摄入的塑料，但幼鸟在离巢前不会呕吐，这给了研究人员一个机会来研究塑料在微生物群落中的长期影响。

该研究的作者选择了位于塔斯曼海豪勋爵岛繁殖地的31只看起来健康的短尾鹱幼鸟。他们诱导幼鸟呕吐并测量了它们摄入的塑料量，然后将其分为两组：一组摄入超过八片塑料或0.65克，另一组摄入少于五片塑料或0.5克。研究人员随后收集了这两组幼鸟的血液样本，并比较了近750种不同蛋白质的水平。

他们发现，摄入更多塑料的幼鸟胃、肝和肾分泌的蛋白质较少，表明这些器官功能不正常。心脏组织也显示出一些问题，但并不明显。这些鸟的血液中细胞蛋白水平也较高，表明体内大规模细胞死亡。

最令人惊讶的发现与大脑有关。当研究人员比较大脑蛋白质时，他们发现一种名为脑源性神经营养因子（BDNF）的蛋白质存在显著差异。BDNF是大脑健康的重要标志物，对于神经细胞的生长和功能至关重要，有助于学习和记忆形成。摄入更多塑料的幼鸟的BDNF水平比摄入较少塑料的幼鸟低50%。

在人类中，低BDNF与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病相关。在短尾鹱中，研究人员表示低BDNF可能导致学习鸣叫和其他生存和求偶交流所需的声信号变得困难。当这些幼鸟离巢飞往日本并在以后返回豪勋爵岛繁殖时，它们需要在小小的大脑中绘制和记住方向——这种能力可能会因塑料引起的认知衰退而恶化。

“我们对此感到非常震惊，”奥蒂谈到这一发现时说，“大脑是一个高度受保护的器官，周围的血脑屏障可以阻挡大多数有害物质。这些鸟最多只有100天大，但我们却在它们身上看到了痴呆的迹象。”当研究人员检查死亡鸟类大脑中的蛋白质时，他们还看到了组织损伤的迹象。

英国南极调查局的海鸟生态学家理查德·菲利普斯（Richard Phillips）表示，这项研究的方法是理解塑料对海鸟影响的一个“重大进步”。“这对这个物种来说非常令人担忧，它指向了可能在幼鸟离巢后才显现的长期影响，”他告诉Mongabay。

微塑料的威胁

确切了解海洋塑料如何损害细胞和组织是棘手的，因为这个问题有很多部分。随着时间的推移，大块塑料会分解成微塑料，并在此过程中释放出制造过程中添加的化学物质，其中许多是有害的。漂浮的塑料碎片还会吸附水中的污染物，其健康影响尚不清楚。

尽管研究作者认为微塑料可能在损害器官和组织，但他们指出还需要进一步研究以确定这一点。

“塑料的毒性有一些特殊和独特之处，”奥蒂说。“下一个问题是：塑料的哪些特性使其对大脑、胃、肝和肾具有独特的破坏性？”

尽管如此，这些发现对海鸟及其后代来说是令人担忧的。

“不仅仅是海鸟吃塑料然后排泄塑料——这不是我们看到的情况，”普罗文彻说。“我们看到的是，塑料引起了这一系列亚致死效应，总的来说，这些事情可能会累积起来对种群产生负面影响。”鉴于这项研究是在一个物种上进行的，样本量较小，她表示需要更多的研究来了解这些结果是否适用于其他地方的其他物种。

在一个海鸟和其他海洋生物面临一系列威胁的世界——被渔网捕获、受到气候变暖加剧的飓风和热浪的侵袭、因饥饿和疾病而减少——塑料污染又增加了一项威胁。好消息是，与其他许多威胁不同，解决塑料污染的方案相对简单，例如改善废物管理和减少塑料使用。

“问题已经很清楚了，解决方案也很清楚，”菲利普斯说。“现在是时候采取行动了。”

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