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水生生态系统中的污染物源于工业及人类活动，它们通过食物链传递与相互作用，对高营养级生物产生协同影响。然而，经营养级传递的污染物对高营养级生物器官发育的长期复合效应尚不明确。为此，本研究利用斑马鱼模型，探究了微塑料（MPs）与镉（Cd）通过原生动物初级消费者的复合转移效应。结果表明，长期暴露于这类污染物会导致高营养级斑马鱼心脏、肝脏和性腺出现形态异常与发育迟缓。生理生化分析显示，这些器官中的生长激素水平显著变化，胰岛素、雌激素和睾酮水平也同步上升。转录组测序发现复合暴露引发大量基因差异表达，通路分析进一步表明Wnt/β-连环蛋白、生长激素、雌激素和雄激素等关键信号通路发生紊乱，从而揭示了长期复合污染物暴露导致器官发育障碍的核心机制。本研究为理解污染物沿食物链的累积传递提供了重要依据，对其生态与食品安全风险具有启示意义。
【文章内容概要】
近日，中国海洋大学姜勇教授团队在Environmental Chemistry and Ecotoxicology期刊发表了题为《Protozoan-mediated long-term trophic transfer of combined pollutants: Implications for organ development in higher-trophic-level predator》的研究。团队通过微食物环传递复合污染物（MPs_Cd），重点探究其对高营养级生物关键器官（心脏、肝脏和性腺）的长期毒性效应及作用机制。
本研究以斑马鱼为脊椎动物模型，草履虫为微食物环代表，构建了新型营养级传递实验系统。本研究系统阐明了微塑料与镉复合污染物长期通过营养级传递至高营养级斑马鱼体内干扰其器官发育与激素调控的内在机制，为评估复合污染物对人类食品安全与健康的潜在风险提供了重要科学依据。通过为期90天的慢性暴露实验，综合运用形态学观察、激素检测、转录组测序、组学分析等多种技术手段，研究结果显示复合污染物长期暴露于斑马鱼体内会发生累积，浓度约为0.03 ppb，同时会引发以下关键变化：（1）心脏、肝脏和性腺等重要器官出现明显发育迟缓及组织结构异常；（2）与生长发育相关的激素如生长激素、胰岛素、雌激素、雄激素等与正常无污染物存在的对照组相比，其生长指数及激素含量发生显著变化（p＜0.05）；（3）转录组测序后的差异基因表达水平存在显著差异（p＜0.05），功能注释结果分析表明复合污染物的长期累积会导致斑马鱼体内发生异常细胞凋亡、氧化应激反应等不良影响；（4）与生长发育相关的核心信号通路（Wnt/β-连环蛋白通路、生长激素信号通路、雌激素和雄激素信号通路）均发生显著紊乱。这些发现从分子到器官水平完整揭示了复合污染物的毒性作用路径。
研究结果不仅揭示了MPs_Cd的器官特异性累积规律与毒性机制，更为复合污染物的高营养级健康风险评估提供了关键数据。该研究显著深化了对水生态系统中微塑料-重金属复合效应的理解，对经由食物链传递的复合污染物所带来的食品安全问题及人类健康风险具有重要警示意义。
Zhang, Y., Wang, C. X., Jia, R. Q., Zhou, J. F., Chen, L. F., Zhang, Z. J., Jiang, Z. Y., Wang, Y. M., Rong, X. Z., Jiang, Y. (2025). Protozoan-Mediated Long-Term Trophic Transfer of Combined Pollutants: Implications for Organ Development in Higher-Trophic-Level Predator. Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Volume 7, Pages 1980-1990, https://doi.org/10.1016/j.enceco.2025.09.004.
【期刊介绍】
Environmental Chemistry and Ecotoxicology (缩写ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制，生物体中的生物利用度和生物蓄积性，食物链中的生物放大，以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括：环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。根据科睿唯安发布2023年度期刊引证报告，Environmental Chemistry and Ecotoxicology首个影响因子为9.0，在ENVIRONMENTAL SCIENCES和Toxicology学科领域均位于Q1区。《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布，Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类：环境科学与生态学1区，Top期刊；小类：ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学1区；TOXICOLOGY 毒理学1区。
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