《Journal of Hazardous Materials》：Microplastics Found in Weddell Seal Placenta in Antarctica, Potential Threatening Marine Ecosystem Health
编辑推荐：
南极楔齿海豹胎盘中微塑料污染特征及首次报告。通过COI基因测序确认59份胎盘样本来源，检测到30项微塑料，纤维占比73.33%，平均丰度0.024 items/g。FTIR分析显示以丙烯酸（53.33%）和聚酯（23.33%）为主，粒径48.69-1207.97 μm，26.67%颗粒小于200 μm。首次揭示南极海洋哺乳动物胎盘存在微塑料污染，为评估其生殖毒性及生态风险提供数据支撑。
苗星|彭丛辉|张仁心|陈宝红|陈宗正|林辉|傅婷婷|李媛|林龙山
自然资源部第三海洋研究所，中国厦门361005
摘要
微塑料（MPs）已成为全球关注的新兴污染物，但它们在南极海洋哺乳动物生殖组织中的存在情况仍知之甚少。在本研究中，通过COI基因测序确认了从东南极普里兹湾意外收集的59个自然排出的胎盘来自威德尔海豹（Leptonychotes weddellii）。从胎盘组织中分离并表征了微塑料。共检测到30个微塑料颗粒，平均丰度为0.024 ± 0.029个/克（湿重）。其中纤维占主导地位（73.33%），其次是薄膜（16.67%）和碎片（10.00%）。最常见的颜色是红色（60.00%）和蓝色（23.33%）。颗粒大小范围从48.69到1207.97微米，其中26.67%的微塑料颗粒小于200微米。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析显示存在五种聚合物类型，其中丙烯酸（53.33%）和聚酯（23.33%）最为普遍。这些结果首次报告了南极海洋哺乳动物胎盘中的微塑料存在情况，并为微塑料在母体-胎儿界面上的存在提供了基础证据，有助于进一步评估其对胎盘功能和早期发育的潜在影响。
引言
微塑料（MPs）现在被广泛定义为尺寸小于5毫米的固体塑料颗粒，被认为是一类具有全球重要性的污染物[1]。它们来源于多种来源，包括轮胎、纺织品以及较大物品的破碎，广泛分布在自然环境中[1]。由于南极地区的自然隔离和人类活动较少，人们曾认为南极海洋环境相对不受微塑料污染[2]、[3]、[4]；然而，越来越多的研究表明，在南极海洋环境中的深海沉积物[5]、表层/次表层水域[3]、海滩[6]、海冰[7]和雪[8]、[9]中都发现了尺寸小于5毫米的微塑料颗粒。同时，大量研究证明微塑料已经渗透到整个南极食物网中[2]、[10]。海洋哺乳动物和鸟类被塑料缠绕是塑料对南极生物最明显的危害[11]。一般来说，微塑料可以轻易地穿透整个食物链的所有层级，其传递不仅限于较大的生物，甚至涉及最小的浮游生物[12]、[13]。除了浮游动物外，微塑料还可能通过改变藻类生长和光合作用性能直接影响水生初级生产者[14]。此外，微塑料常常与常规污染物共存，从而改变它们对微藻的生物可利用性和毒性，进而影响初级生产[15]。来自北半球的研究表明，微塑料可以通过对食物网底层关键物种（如桡足类[16]、[17]和磷虾[2]、[18]）的毒性作用对浮游生态系统产生不利影响。此外，微塑料还有可能在食物链中积累和放大[2]、[19]、[20]、[21]、[22]。这些过程可能会对更高营养级的生物（如鱼类[23]、[24]、海鸟[25]、[26]、海豹[27]和鲸鱼[2]、[28]、[29]）构成风险。事实上，与其他生态系统相比，南极海洋生态系统较为稳定且物种组成较为单一[30]，这意味着它们受人为影响较小，因此更容易受到污染物和气候变化带来的累积压力的影响[31]。
威德尔海豹（Leptonychotes weddellii）是唯一能够在南极大陆架覆盖的冰层覆盖的海洋中既在底栖环境也在浮游环境中觅食的呼吸空气的捕食者（Lake等人，2003年；[32]）。作为常住物种之一[33]，威德尔海豹似乎能够在不进行强制迁移的情况下全年生存[34]，并在冬季继续在海冰下觅食并保持呼吸孔[35]、[36]。威德尔海豹的觅食活动发生在多种生境类型中（底栖、上层水域和中层水域），它们的饮食范围广泛，包括底栖鱼类、甲壳类动物和头足类动物以及中层水域的猎物，如Pleurogramma属鱼类（Harcourt等人，[35]）。作为威德尔海豹的主要猎物[37]，南极银鱼（Pleuragramma antarcticum）的胃肠道中发现了微塑料[14]。同时，在西南极半岛的威德尔海豹粪便中也发现了微塑料[38]。鉴于它们的营养地位和生活史特征，南极生态系统中的威德尔海豹很可能无法避免微塑料带来的威胁。已经发现了许多由于微塑料生物积累可能导致的长期健康影响[39]。一旦摄入，微塑料可能会在胃黏膜上积聚，改变肠道微生物群[40]，或者部分微塑料会被吸收进入体内并引起毒性[39]、[41]。最令人担忧的问题是，微塑料可以从肠道腔转移到淋巴系统和循环系统，侵入卵巢或穿过胎盘屏障，最终在胚胎中积累[42]、[43]、[44]。最近的研究发现，活产鲨鱼（Prionace glauca）的胚胎中也检测到了微塑料[44]。微塑料对妊娠结果和胎儿的可能影响包括对代谢和繁殖的跨代影响[45]、[46]。在海洋哺乳动物中，大多数关于微塑料的实地研究都集中在胃肠道内容物和粪便上，关于内脏器官和生殖组织的信息较少。例如，白令海峡地区的初步研究表明，微塑料可能存在于斑海豹（Phoca largha）的胎盘和胎儿组织中（Rosen，2025年）。此外，在太平洋海象（Odobenus rosmarus）的身体组织（如肌肉和脂肪）中也检测到了微塑料，这支持了微塑料可以在极地海洋哺乳动物的消化道之外分布的观点（Blade和Horstmann，2025年）。尽管取得了这些进展，但对于南极海洋哺乳动物，尤其是胎盘等生殖组织的类似证据仍然缺乏。因此，目前尚不清楚微塑料是否会对威德尔海豹的生殖能力产生影响。根据威德尔海豹雌性个体年度存活率的长期变化，一个出生群体中只有约20%的雌性能够存活并繁殖[47]。1977年至2024年间，西南极的威德尔海豹数量显著减少了约54%，从1985年的峰值开始下降[48]。这些变化主要归因于与气候变化相关的环境和海冰变化[48]。评估微塑料是否能够到达生殖系统并成为额外的压力源非常重要，尽管目前尚无直接证据表明微塑料会导致该物种的生殖毒性。
在本研究中，2018年10月至11月期间，从东南极普里兹湾的固定冰区意外收集了59个海豹胎盘。通过DNA条形码技术确定了海豹的物种，并对胎盘中的微塑料进行了表征。这是首次发现并描述南极海洋哺乳动物胎盘中的微塑料存在情况的研究，提供了微塑料对海洋生物的潜在危害及其遗传特征的数据支持。此外，该研究还为微塑料对南极生态系统的影响提供了数据支持，可能为评估人类活动下海豹种群面临的生存风险提供参考。
样本收集
样本收集
在第34次中国南极科考队（CHINARE-34）期间，2018年10月至11月期间，从南极普里兹湾的固定冰区意外收集了59个海豹分娩后自然排出的胎盘（图1）。研究区域内有5个研究站。采样是在观察到海豹繁殖和休息的冰面上进行的；当在冰面上发现胎盘时将其收集起来。
收集到的胎盘的海豹来源
经过比对和修剪后，59个海豹样本的COI序列的目标片段长度为644 bp。分析发现了21个变异位点，包括10个单倍变异位点和11个简约信息位点，以及18个插入/缺失位点。共有22次转换和7次颠换，转换/颠换比为3.1，表明目标基因片段的突变尚未达到饱和状态。平均核苷酸组成为
讨论
分析了来自东南极威德尔海豹的胎盘样本中是否存在微塑料。据我们所知，这是首次报道南极海豹胎盘组织中存在微塑料的研究。在59个胎盘样本中共检测到30个微塑料颗粒，平均丰度为0.024 ± 0.029个/克（湿重）。这一发现表明微塑料已经扩散到南大洋最偏远的地区，并能够在敏感的生物组织中积累。
结论
在本研究中，从东南极意外收集的59个自然排出的胎盘样本经过基因确认，均来源于威德尔海豹（Leptonychotes weddellii）。在胎盘中共检测到30个微塑料颗粒，平均丰度为0.024 ± 0.029个/克（湿重）。其中纤维占主导地位（73.33%），其次是薄膜和碎片。颗粒主要为红色和蓝色，大小范围从48.69到1207.97微米，其中26.67%的颗粒小于200微米。共鉴定出五种聚合物类型。
未引用的参考文献
[124]、[125]、[126]、[127]、[128]、[129]、[130]、[131]、[132]、[133]、[134]
CRediT作者贡献声明
傅婷婷：监督、资源提供。林辉：写作 – 审稿与编辑、可视化、监督。陈宗正：软件、方法学、正式分析。林龙山：验证、资源提供、项目管理、概念构思。陈宝红：写作 – 审稿与编辑、资源提供、项目管理、概念构思。张仁心：资源提供、正式分析、数据管理。李媛：写作 – 审稿与编辑、资源提供、概念构思。彭丛辉：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
我们感谢中国极地研究所南极长城生态国家观测与研究站提供的实验场地和必要的支持。同时，我们要感谢吴雷昭博士和陈向才博士在艰苦的野外条件下提供的后勤协助。我们衷心感谢编辑和审稿人的建设性评论和建议，这些都有助于改进本文。
