《Environmental Pollution》：The contributions of refined anthropogenic sources to PM
2.5 air quality and health impacts in China from 2020 to 2030, and associated policy benefits
编辑推荐：
本研究探讨了60天内聚乙烯（PE）和轮胎磨损颗粒（TWP）摄入对本地 crucian carp 和入侵 gibel carp 行为的影响，发现TWP显著改变其社交行为指标（移动距离、累积时长、转向频率及邻近时间），而PE影响较弱。本地鱼类表现更高活动度，入侵物种则减少移动并更保守，可能影响淡水生态系统稳定性。
Sakshi R. Tripathi|Pankaj A. Gorule|Marek ?mejkal|Vlastimil Stejskal|Filip Lo?ek|Alessandro Cau
捷克科学院生物中心水生生物学研究所，Na Sádkách 7，370 05 ?eské Budějovice，捷克共和国
摘要
人为污染物（如聚乙烯（PE）和轮胎磨损颗粒（TWPs）的普遍存在对野生动物产生了日益严重的影响，包括其行为特征。然而，这些污染物对特定物种之间关联的影响仍不清楚。本研究调查了在60天时间内，通过饮食暴露于PE和TWPs对本地鲫鱼（Carassius carassius）和入侵性吉贝尔鲫鱼（Carassius gibelio）的关联行为和社会行为的影响。通过比较本地物种和入侵物种，我们探讨了这些污染物可能如何以不同的方式影响具有不同适应策略的物种，从而可能影响当地生物多样性和群落动态。鱼类通过饮食暴露于0.1%的PE和TWPs，并使用基于区域的行为指标进行评估：行进距离、累计持续时间和转向频率，以及它们在区域外的时间。虽然PE暴露没有显著影响，但TWPs显著改变了多个关联行为指标，包括行进距离、累计持续时间和转向频率。鲫鱼表现出更高的运动活跃度和转向频率，反映了更多的探索行为。相比之下，吉贝尔鲫鱼的运动和转向减少，同时在区域外的时间增加，表明其有空间上的退缩行为。PE的行为影响相对较弱。与预期相反，入侵性吉贝尔鲫鱼并未表现出更大的行为韧性，而是在TWPs暴露下表现出更为保守的行为反应。这些特定物种的群集行为扰动可能会产生长期的生态后果，影响受污染淡水环境中的竞争互动和群落结构。我们的研究结果强调了进一步研究新兴污染物如何影响物种互动和淡水群落动态的必要性。
引言
自20世纪中叶以来，由于塑料的大量生产（MacLeod等人，2021年；Shetty等人，2023年）以及废物管理效率低下，塑料已成为主要的环境污染物。因此，大多数塑料废物目前分散在空气、水、土壤和生物群落等各种环境中（Blettler和Wantzen，2019年；Li等人，2016年；Thompson等人，2024年）。全球范围内，塑料废物无处不在，而淡水环境是通过河流将其输送到海洋的主要途径（Geyer等人，2017年；Palmas等人，2022年；Weiss等人，2021年）。由于自然风化以及风、生物活动和太阳辐射等环境因素的作用，塑料会逐渐分解成微小的塑料颗粒，即微塑料（MPs；尺寸范围1 μm - 5 mm；Frias和Nash，2019年）。微塑料是最常见的塑料碎片，已在所有水生生态系统中被发现（Li等人，2016年；Ziani等人，2023年），如湖泊（Eriksen等人，2013年）、河流（Jambeck等人，2015年）、河口（Neto等人，2019年）和海洋（Robin等人，2020年）。
由于微塑料的尺寸较小，它们可能被许多生物误食（Cau等人，2023年；Lestari等人，2023年）。此外，微塑料可以通过食物网中的营养传递移动，从初级消费者开始，最终到达顶级捕食者（Tosetto等人，2017年）。微塑料意外摄入引起的亚致死效应涉及多种生物，包括肠道堵塞和消化道损伤（Yang等人，2020年）、生长和发育受阻（Xia等人，2020年）、脂质代谢紊乱（Mattsson等人，2015年）、氧化应激增加（Bobori等人，2022年）、内分泌紊乱（Bucci等人，2024年）、神经传递功能障碍（Limonta等人，2019年）、选择性进食异常（K?nig Kardgar等人，2023年）以及行为变化（Yagi等人，2022年）。
大多数微塑料来源于较大塑料碎片的破碎（Thompson等人，2024年）；事实上，聚乙烯（PE）是由于这种聚合物制成的产品（例如袋子、包装、储存容器等）的高度多功能性而在环境中检测到的最常见微塑料（Bhatt等人，2021年；de Sá等人，2018年）。在海洋和淡水生态系统中，另一类主要的微塑料是轮胎磨损颗粒（TWPs）（Kole等人，2017年；Wagner等人，2018年），它们是由道路上使用的轮胎的机械表面侵蚀和材料降解产生的（Mayer等人，2024年）。除了其普遍性外，还有大量文献记录了微塑料对动物行为的影响，包括觅食行为的变化、躲避捕食者的行为、活动水平和社会互动（Mak等人，2019年；Mattsson等人，2015年）。这些行为效应至关重要，因为它们可能会产生连锁的生态后果。鱼类（如斑马鱼（Danio rerio；Tan等人，2022年）和鲫鱼属（Cao等人，2023年）表现出多种学习能力，如群集行为、关联学习和运动学习。关联群集行为对鱼类的社会组织至关重要，因为它们可以区分同类、识别熟悉或亲属，并确定自己在群体中的空间位置（Griffiths，2003年；Mirza和Chivers，2001年）。群集的行为适应使它们能够与捕食者共存（Kasumyan和Pavlov，2023年）。相反，改变的关联群集行为可能导致捕食者接近时群落凝聚力降低，从而增加被捕食者的风险（Facciol和Gerlai，2020年）。与入侵物种的群集行为也可能影响觅食能力和繁殖成功率（Camacho-Cervantes等人，2019年；Lusk等人，2010年；Papou?ek等人，2008年）。所有这些个体行为变化在群落动态中都很重要，因为它们可能通过改变种群动态进而影响群落的稳定性。
污染物可以影响鱼类的行为、性格和认知（Bhuyan，2022年；Gorule等人，2024年；Jacquin等人，2020年），导致行为改变，例如淡水鱼的活动增加和攻击性增强（例如，Critchell和Hoogenboom，2018年）。研究表明，污染会引发行为改变，干扰鱼类的社会识别和群集行为（Ward等人，2008年），但也可能引发更大的胆量、探索速度减慢、攻击性增强、学习和记忆能力下降以及社交性降低（Jacquin等人，2020年）。
污染抵抗假说认为，受污染或受污染的环境可能为入侵物种提供竞争优势，相对于本地物种（Crooks等人，2011年）。因此，可以预期本地物种（如鲫鱼（Carassius carassius）与其他物种的关联会减少，而入侵物种（如吉贝尔鲫鱼（Carassius gibelio）的社会关联偏好变化较小，从而支持污染抵抗假说。
从这个角度来看，本研究旨在测试：i) 由于意外摄入PE和TWPs而导致的暴露和中毒是否有可能显著改变本地鲫鱼的基于区域的行为指标；ii) 本地鲫鱼的关联技能是否比入侵性吉贝尔鲫鱼受到更严重的影响，从而强调后者对污染物的更大抵抗力。通过使用多变量分析框架，我们评估了运动、空间使用和基于接近度的行为的处理和物种特异性调节。通过解决这些目标，我们的研究提供了关于新兴塑料污染物如何重塑物种关联并可能改变淡水生态系统群落稳定性的关键见解。
研究物种和实验设置
鲫鱼是一种小型到中型的本地鱼类，栖息在池塘、小湖泊和河流泛滥平原（Harper等人，2021年），而吉贝尔鲫鱼和金鱼是引入欧洲大陆的入侵物种（Kottelat和Freyhof，2007年；Wouters等人，2012年）。入侵性吉贝尔鲫鱼与本地鲫鱼具有重叠的生态位（?mejkal等人，2025年，2024年；Tapkir等人，2023年，2022年）。入侵性吉贝尔鲫鱼具有适应极端环境（如缺氧事件）的能力。
结果
总体PERMANOVA分析显示，区域是行为变异的最强预测因子（Pseudo-F = 16.756，p = 0.001），处理与区域的交互作用也显著（Pseudo-F = 2.119，p = 0.039），表明污染物暴露以区域依赖的方式影响行为（表1）。相比之下，处理和物种的主效应及其高阶交互作用不显著。
区域内成对对比显示CC区域存在显著差异
污染物对关联行为的影响
本研究调查了亚致死浓度的PE和TWPs对淡水鱼类行为的影响，重点关注本地鲫鱼和入侵性吉贝尔鲫鱼的种内关联技能受损情况。当这两种物种共存时，入侵性吉贝尔鲫鱼可以通过雌核生殖策略增加其种群数量，其中其他物种的雄性可以通过帮助激活卵子发育来提高入侵性吉贝尔鲫鱼的繁殖成功率（A?damar
CRediT作者贡献声明
Sakshi R. Tripathi：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，方法学，调查，正式分析，数据管理，概念化。Filip Lo?ek：撰写——审阅与编辑，软件。Vlastimil Stejskal：撰写——审阅与编辑，资源。Marek ?mejkal：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，监督，项目管理，资金获取，概念化。Pankaj A Gorule：撰写——审阅与编辑，
未引用的参考文献
Europe，2021年；Kassambara和Kassambara，2019年。
伦理批准
本研究中使用的野外采样和实验方案遵循捷克环境部实验动物福利委员会的指南和许可（参考编号CZ 01679）。研究的方法和伦理获得了捷克科学院生物中心实验动物福利委员会的批准，如需可提供批准证书。
资助
作者感谢Research Programme Strategy AV21 Water for Life提供的宝贵支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢Zuzana Sajdlová在图形插图方面的帮助，Michaela Holubová提供的深刻评论和反馈。我们还要感谢Sandip Tapkir和Yevdokiia Stepanyshyna在实验室活动中的帮助。我们还要感谢Centro Servizi di Ateneo per la Ricerca（CeSAR）、卡利亚里大学和Dr. Marco Marceddu在提供SEM分析方面的帮助。我们还要感谢Dr. Travis Meador提供的热解GC-MS分析。
