南極唯一本土昆蟲南極蠓體內首次發現微塑料

最新研究顯示，即便是地球上最偏遠的南極大陸，其土壤生態系統也難逃人類塑料污染的影響，科學家已經在南極唯一的本土昆蟲體內發現了微塑料顆粒。 這一發現由肯塔基大學馬丁－加頓農業、食品與環境學院牽頭的國際團隊作出，并發表在期刊《Science of The Total Environment》上，這是科研人員首次系統評估微塑料對南極昆蟲的影響，并在野外采集個體體內直接確認塑料顆粒的存在。

研究對象是南極大陸唯一的本地昆蟲——南極蠓（Belgica antarctica），這一不叮咬人的小型昆蟲成蟲大小僅相當于一粒米，其幼蟲棲息在南極半島潮濕的苔蘚和藻類斑塊中，每平方米密度最高可達約四萬只，通過取食腐爛植物在土壤養分循環中發揮重要作用。 領銜作者杰克·德夫林在肯塔基大學攻讀博士期間于2020年啟動相關工作，靈感來自一部關于塑料污染的紀錄片，“既然塑料已經無處不在，那么像南極這樣罕見的地區是否也難以幸免？”他在接受采訪時表示。

德夫林形容南極蠓是典型的“多重極端環境生物”，能夠同時承受嚴寒、干燥、高鹽度、劇烈溫差和強紫外線等多重壓力，研究團隊希望借此回答一個關鍵問題：這種“強韌體質”究竟能否抵御從未遭遇過的微塑料壓力，還是反而會暴露新的脆弱性。 盡管南極長期被視為“人類未觸及的荒野”，此前研究已在南極降雪和周邊海水中發現塑料顆粒，其濃度雖低于世界大部分地區，但海流、大氣長距離輸送以及科研站和航運活動仍在不斷將塑料輸入這一極地生態系統。

在實驗室暴露試驗中，研究團隊將南極蠓幼蟲置于不同濃度的微塑料環境中，結果顯示即便在最高濃度下，幼蟲存活率并未下降，其基礎代謝水平也未出現顯著改變，表面上似乎仍能“照常運轉”。 然而對個體進行精細分析后，科研人員發現了隱性的代價：暴露于高水平微塑料的幼蟲脂肪儲備有所減少，而碳水化合物和蛋白質水平基本保持不變，提示能量平衡已經發生微妙改變。

研究團隊認為，南極寒冷環境下昆蟲取食速率較慢，加之天然土壤基質復雜多樣，可能在一定程度上限制了幼蟲攝入塑料的量，但本次試驗受制于南極現場科研的后勤條件，僅持續10天，難以完全反映其在自然界中長達約兩年的幼蟲期累積效應，未來仍需開展更長期、涵蓋多重壓力源的綜合實驗。 在此基礎上，科研人員轉向一個更基礎卻更關鍵的問題：南極野外環境中的南極蠓幼蟲是否已經開始攝入微塑料。

2023年，研究團隊搭乘科考船沿西南極半島航線采樣，在13座島嶼的20個站位采集南極蠓幼蟲，并立即保存以阻止繼續取食。 隨后，德夫林與意大利摩德納和雷焦艾米利亞大學的微塑料專家伊莉薩·貝爾加米以及位于意大利的同步輻射成像專家焦萬尼·比拉爾達合作，對這些長度僅約5毫米的幼蟲進行解剖，并利用能夠識別最小直徑約4微米顆粒化學“指紋”的成像系統分析腸道內容物。

在對來自各采樣點的40只幼蟲逐一檢視后，團隊僅檢出兩枚微塑料碎片，這一數量看似微不足道，卻被研究者視為重要“預警信號”。 德夫林指出，結果說明當前南極土壤生物群落尚未遭遇“海量”塑料沖擊，但微塑料已經明確進入這一系統，而一旦達到更高水平，就足以擾動昆蟲的能量平衡。

由于南極蠓在陸地食物網中缺乏已知的天敵，其體內攝入的塑料目前并不會在陸地生態系統中形成顯著的向上放大效應。 研究人員更擔憂的是，在全球變暖和環境干燥的雙重壓力持續加劇背景下，這種壽命較長、發育周期約兩年的幼蟲如果長期持續攝入微塑料，會否在生長、生殖乃至種群穩定性層面出現滯后性影響。

對德夫林而言，這項研究更清晰地展示了人類污染蔓延的廣度和深度，他坦言，最初之所以開展這一課題，正是因為一度以為“南極或許是少數還能幸免微塑料問題的地方”。 然而，當他在幾乎沒有樹木、植被極其稀少的極地環境中，與這種頑強生存的小昆蟲打交道，卻仍然在其腸道中找到塑料殘片，這一事實讓問題的普遍性變得更加直觀和令人警醒。

未來，研究團隊計劃繼續追蹤南極土壤中微塑料含量的變化趨勢，并在南極蠓及其它土壤生物上開展更長期、多壓力源疊加條件下的實驗，以評估微塑料與氣候變化等環境因子綜合作用的后果。 在研究者看來，相對簡化的南極生態系統為開展精確問題設定和機制解析提供了獨特“天然實驗室”，倘若能夠及早關注并解讀這些信號，或許能為全球其他地區的環境管理提供可資借鑒的經驗和教訓。

編譯自/ScitechDaily