招潮蟹可在14天內分解塑膠微粒 科學家:被忽視的「生物降解」作用

陸地生物

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哥倫比亞研究指出,紅樹林招潮蟹會大量攝食微塑膠,並能在14天內將其分解成更小顆粒,顯示生物降解可能是被忽視的重要途徑。

塑膠微粒的威脅無處不在,但對於塑膠如何分解,科學家近日有了最新理解。哥倫比亞最新研究發現,紅樹林裡和鹽沼地帶的招潮蟹(Fiddler crabs)可在14天內分解塑膠微粒,但對微塑膠進入食物鏈的影響還是未知數。

招潮蟹會邊吃土邊濾食,牠們用小螯從地面取食並送入口中,再用特殊口器構造將食物分類、過濾,把不能消化的沙土吐出。 圖/fausto/iNaturalist(CC BY-NC 4.0)
招潮蟹會邊吃土邊濾食,牠們用小螯從地面取食並送入口中,再用特殊口器構造將食物分類、過濾,把不能消化的沙土吐出。 圖/fausto/iNaturalist(CC BY-NC 4.0)

這份研究由哥倫比亞與英國海洋生物學團隊共同發表在《全球變遷生物學》(Global Change Biology)期刊。研究指出,紅樹林向來是塑膠廢棄物堆積的熱點,都市化地區的塑膠垃圾量可能比其他地方高出百倍(高出兩個數量級,two orders of magnitude)以上。紅樹林是招潮蟹的家園,對環境變化敏感度高、常被視為環境指標生物,牠們究竟如何在龐大的塑膠污染中存活?

分解效率超越大自然

研究發現,招潮蟹(Minuca vocator)會攝食塑膠微粒,並在消化過程將其分解成更小的顆粒,整個過程相當快速,只需要14天,比起塑膠在陽光下或潮汐中自然分解的速度要快上許多。

招潮蟹喜愛挖洞,能改變潮間帶沈積物的樣貌改變、並提高土層的透氣性,是促成生態循環的重要推手;而為了在充滿沙土的潮間帶生存,招潮蟹的消化系統還有一大特點,亦即「邊吃土邊濾食」,牠們用小螯刮取泥灘上的有機物送入口中,再用特殊口器構造將食物分類、過濾,把不能消化的沙土吐出,獨特生存之道贏得「生態系工程師」的美名。

研究發現,招潮蟹會攝食塑膠微粒,並在消化過程將其分解成更小的顆粒。 圖/fausto/iNaturalist(CC BY-NC 4.0)
研究發現,招潮蟹會攝食塑膠微粒,並在消化過程將其分解成更小的顆粒。 圖/fausto/iNaturalist(CC BY-NC 4.0)

生物微塑膠攝食紀錄創新高

為進一步理解招潮蟹吞食塑膠的過程,研究團隊在一處都市紅樹林投放了全新、帶有螢光標記的聚乙烯微粒,綠色微粒的直徑是20~27微米,紅色微粒直徑在75~90微米,藉此模擬招潮蟹在自然環境中的食物顆粒尺寸。

歷經66天的野外實驗後,研究團隊採樣發現,95隻招潮蟹中有91隻都攝入了塑膠微粒。每隻招潮蟹平均攝食48顆,比起周遭沉積物微粒密度是每公克僅2.92顆,足足高出了16倍以上,創下自然界中最高的生物攝食微塑膠紀錄。而招潮蟹體內累積的微塑膠濃度也比起周遭環境高出了13倍。

此外,招潮蟹後腸與肝胰腺的微粒含量明顯高於鰓,且其中約15%的塑膠微粒呈現破碎狀態,主要集中在肝胰腺,顯示塑膠可能已在消化過程降解。

科學家也發現,僅需14天就可在紅樹林沉積物中,檢測出因消化而破碎的塑膠微粒。這項發現可能顛覆了傳統觀點,也就是塑膠微粒是慢慢經過「長時間、非生物性的」分解並進入海洋;並證實生物性作用造成的降解效果,可能是一種重要且長期受忽視的途徑,尤其是分布於海岸線的招潮蟹等生物。

參與實驗的英國埃塞克特大學(University of Exeter)生態毒理學教授蓋洛威(Tamara Galloway)表示:「我們知道招潮蟹的食性廣泛,也會攝食塑膠,但不知道牠們在自然環境中會選擇避開塑膠,還是適應其存在。」

這項實驗位於哥倫比亞北部沿岸的烏拉巴灣(Gulf of Urabá),因高度都市化及農業擴張等因素,是全球紅樹林生態系統受塑膠污染最嚴重的地區之一。然而,當地的招潮蟹族群非但沒有減少,反而生機蓬勃、族群興盛,因此激發了研究靈感。

不過,這項研究結果也令科學界擔憂,如此快速的塑膠分解過程,是否可能加劇塑膠微粒進入食物鏈,而對於招潮蟹或掠食者的具體健康影響也不得而知,將成未來研究方向。

參考資料

本文授權轉載自《環境資訊中心》(原文標題:招潮蟹可在14天內分解塑膠微粒 科學家:被忽視的「生物降解」作用

精華 FAQ

  • 研究顯示,紅樹林與鹽沼中的招潮蟹會攝食微塑膠,並在消化過程把塑膠分解成更小顆粒,最快14天就能在沉積物中檢測到破碎狀態。

  • 團隊在都市紅樹林投放帶螢光標記的聚乙烯微粒,66天後採樣發現95隻招潮蟹中有91隻攝入微粒,且體內濃度明顯高於周遭沉積物。

  • 因為若招潮蟹把塑膠快速碎裂,可能讓更小的微塑膠更容易進入食物鏈,進一步影響掠食者與生態系健康,但目前相關風險仍不清楚。


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