近日,中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所中華鱟保護(hù)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合院級(jí)南海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),以潮間帶生態(tài)系統(tǒng)健康指示物種中華鱟為對(duì)象開展研究,首次發(fā)現(xiàn)海上風(fēng)電運(yùn)行期水下噪聲對(duì)中華鱟(Tachypleus tridentatus)幼體的生存、行為和分子水平健康有顯著影響,揭示了這一“藍(lán)血古生物”對(duì)噪聲污染的高度敏感性。相關(guān)研究成果以“Anthropogenic noise triggers mortality and molecular stress in the copper-blooded marine invertebrate: The horseshoe crab (Tachypleus tridentatus)”為題,發(fā)表于國(guó)際環(huán)境科學(xué)權(quán)威期刊《Environmental Research》(JCR一區(qū),影響因子7.7,聯(lián)合培養(yǎng)研究生應(yīng)紫薇為第一作者,頡曉勇副研究員和谷陽(yáng)光研究員為共同通訊作者)。
近年來(lái),隨著全球清潔能源需求增長(zhǎng),海上風(fēng)電在沿海地區(qū)快速發(fā)展。然而,風(fēng)電場(chǎng)在建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的水下噪聲逐漸成為一種新型環(huán)境污染源。與傳統(tǒng)化學(xué)污染物不同,噪聲長(zhǎng)距離傳播,干擾海洋生物的行為和生理功能。此前的研究多聚焦魚類和甲殼類,對(duì)進(jìn)化歷史超過(guò) 4.45 億年的鱟類關(guān)注不足。中華鱟是重要的海洋生態(tài)指示物種,其銅藍(lán)色血液在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而近年來(lái),因環(huán)境壓力和人類活動(dòng)的雙重影響,其種群急劇下降,對(duì)噪聲污染的響應(yīng)機(jī)制亟待探究。
基于此,研究團(tuán)隊(duì)以中華鱟幼體為研究對(duì)象,首次整合行為學(xué)實(shí)驗(yàn)、生理指標(biāo)分析與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,系統(tǒng)評(píng)估運(yùn)行期低頻噪聲對(duì)其多層次影響。研究結(jié)果表明:① 噪聲暴露導(dǎo)致幼體死亡率顯著升高,并呈現(xiàn)劑量依賴性趨勢(shì),高噪聲水平(100 dB)下幼體出現(xiàn)明顯行為失調(diào);② 噪聲引發(fā)強(qiáng)烈氧化應(yīng)激反應(yīng),抗氧化與免疫相關(guān)酶活性差異顯著;③ 多種基因表達(dá)受顯著調(diào)控,其中熱休克蛋白 Hsp70 被確定為典型噪聲響應(yīng)基因,MAPK 信號(hào)通路和細(xì)胞凋亡等應(yīng)激相關(guān)過(guò)程顯著富集。
該研究首次揭示運(yùn)行期水下噪聲對(duì)中華鱟這一銅藍(lán)血無(wú)脊椎動(dòng)物的損傷及分子應(yīng)激效應(yīng),不僅確認(rèn) α-actinin 可作為相關(guān)研究的穩(wěn)定參考基因,還提出 Hsp70 可作為噪聲生物學(xué)研究的重要標(biāo)志基因。這一成果填補(bǔ)了海洋噪聲生態(tài)效應(yīng)研究的空白,為將水下噪聲納入海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與資源管理提供科學(xué)依據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)建議,在推動(dòng)清潔能源發(fā)展的同時(shí),相關(guān)部門需要關(guān)注海洋噪聲污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),制定更科學(xué)的中華鱟保護(hù)與海洋生態(tài)修復(fù)策略。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2024YFD2401401;2024YFD2401404)、 廣東省自然科學(xué)基金(2024A1515012696)、廣東省自然科學(xué)基金海上風(fēng)電聯(lián)合基金(2023A1515240004)、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(2023TD15)項(xiàng)目的資助。
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