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本研究对墨西哥东南部三种蜂鸟（Cinnamon、Buff-bellied、Green-throated Mountain-gem）的羽毛中汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）浓度进行80年（1932-2012）时空分析，发现Hg浓度随海拔升高而显著增加，且在Green-throated Mountain-gem中最高（66.3±40.6 μg/g），As浓度在雌性中更高，Pb浓度则随海拔升高而降低。该研究首次揭示了传粉鸟类长期暴露于重金属污染的时空分布特征，强调了监测当前样本的必要性以评估污染变化趋势。
鲁思·帕蒂达-拉拉（Ruth Partida-Lara）、保拉·L·恩里克斯（Paula L. Enríquez）、何塞·劳尔·巴斯克斯-佩雷斯（José Raúl Vázquez-Pérez）、梅尔·M·博尔赫斯-拉米雷斯（Merle M. Borges-Ramírez）、玛丽娜·埃斯佩兰萨·罗德里格斯-亚（Marina Esperanza Rodríguez-Yah）、海梅·伦东-冯·奥斯滕（Jaime Rendón-von Osten）
EPOMEX研究所，坎佩切自治大学（Instituto EPOMEX, Universidad Autónoma de Campeche），地址：Héroe de Nacozari大街480号，24070，圣弗朗西斯科-德坎佩切，坎佩切州，墨西哥
摘要
尽管人们对传粉者的减少表示担忧，但对传粉鸟类的威胁却鲜有研究。这种威胁已被广泛认为是危害其他鸟类群体健康和生存的严重因素。金属和类金属元素对生物具有毒性，由于人类活动的影响，这些元素的浓度在空间和时间上都有所增加。像蜂鸟这样的鸟类面临着严重的保护风险。目前尚未评估这些有毒元素对这些鸟类的时空污染程度以及这些污染物对其生存的影响。研究人员从墨西哥东南部的科学收藏中收集了肉桂蜂鸟（Cinnamon hummingbird）、黄腹蜂鸟（Buff-bellied hummingbird）和绿喉山宝石蜂鸟（Green-throated Mountain-gem）的羽毛样本，并对其体内汞（Hg）、砷（As）和铅（Pb）的含量进行了80年（1932–2012年）和不同海拔高度（0-2500米）的检测。结果显示：汞的浓度范围为8.4 ± 5.8至66.3 ± 40.6 μg/g，砷的浓度范围为5.4 ± 1.6至9.8 ± 5.1 μg/g，且在海拔1159米至2500米之间砷的浓度有所增加；铅的浓度范围为0.3 ± 0.8至1 ± 1.6 μg/g，并呈现随海拔升高而降低的趋势。汞在三种蜂鸟中的浓度均呈现轻微的上升趋势，最高浓度出现在1980年至2000年期间（R2 adj = 0.04，p < 0.001）。这项研究证明了三种蜂鸟在保护区内接触有毒元素的情况，并证实了羽毛样本在分析这些元素方面的可靠性。有必要继续收集当前样本，以监测金属浓度的变化及其时空趋势。
引言
人为活动造成的环境污染是全球气候变化、生物多样性丧失以及人类和环境健康受损的主要原因之一（Kaspari等人，2014年；Muller等人，2023年）。自工业时代以来，环境中某些污染物的含量持续上升（Dietz等人，2006年；Streets等人，2017年），同时其分布范围也在扩大（Lovett和Kinsman，1990年；Rimmer等人，2005年；Stankwitz等人，2012年）。有毒的金属和类金属元素（如汞、铅和砷）是不可降解的污染物，它们通过大气在全球范围内传播（Dietz等人，2006年；Stankwitz等人，2012年；Streets等人，2017年）。山区生态系统通常具有低温和较高降雨量的气候特征，这有利于大气污染物的沉积（Lovett等人，1982年；Lovett和Kinsman，1990年；Stankwitz等人，2012年）。研究表明，高海拔地区的植物和野生动物体内的这些污染物浓度高于低海拔地区（Rimmer等人，2005年；Townsend等人，2014年；Obrist等人，2012年），其浓度可能与受点源污染地区的污染物浓度相当（Friedland等人，1984年；Lawrence等人，2000年）。虽然在全球北方地区的山区生态系统进行了大量相关研究（Lovett等人，1982年；Lovett和Kinsman，1990年；Rimmer等人，2005年；Stankwitz等人，2012年），但在热带地区的相关研究却非常有限（Rimmer等人，2005年；Townsend等人，2014年）。热带动植物具有独特的适应性，但这种适应性使它们容易受到化学污染的影响（Holmes和Sawyer，1975年；Able和Noon，1976年）。暴露于这些有毒元素的野生动物可能会出现神经、生理、行为方面的问题，繁殖能力下降，且在有毒元素浓度较高的地区种群数量会减少（Sánchez-Virosta等人，2015年；Aarif等人，2023年；Muller等人，2023年；Jishnu等人，2024年；Sayers等人，2023年；Shifa等人，2025年）。
传粉者在自然和农业生态系统中起着至关重要的作用；植物的繁殖和粮食安全都依赖于它们（Gallai等人，2009年；Abrahamczyk和Kessler，2015年；Ollerton等人，2011年；Peixoto等人，2022年）。人们对传粉者数量下降的担忧已达到国际层面，并成为生物多样性保护议程的重点（Vanbergen等人，2013年；Dicks等人，2016年；Kovács-Hostyánszki等人，2017年）。通过对科学收藏样本的研究，发现全北界地区的传粉昆虫和被子植物的数量在历史上有所减少（Biesmeijer等人，2006年；Bartomeus等人，2013年；Scheper等人，2014年）。人为干扰因素，如栖息地破坏、土地利用强度增加、气候变化（Potts等人，2010年；Goulson等人，2015年）以及接触有毒物质（Brittai等人，2010年；Hahn等人，2015年；Chicas-Mosier等人，2017年；Xun等人，2018年），导致了传粉者的减少甚至灭绝（Ashman等人，2004年；Klein等人，2007年；Ollerton等人，2011年；English等人，2024年）。
已知有毒元素会严重损害鸟类的健康（Sánchez-Virosta等人，2015年），但这些元素对传粉鸟类（如蜂鸟）健康的影响及其潜在影响尚未得到充分研究；需要更多的研究来了解其实际影响（Góngora等人，2016年；Mikoni等人，2017年；Bishop等人，2018年；Sayer等人，2023年；Mikoni等人报告称安娜蜂鸟体内存在微量元素，其浓度可能对个体构成风险：铁52.7 ± 50.6 μg/g、锌123.7 ± 35.2 μg/g、汞0.4 ± 0.3 μg/g、砷0.1 ± 0.1 μg/g、铅0.2 ± 0.2 μg/g）。这些关于蜂鸟体内污染物的研究表明有毒元素的生物累积现象，这可能是一种潜在的压力因素（Góngora等人，2016年；Mikoni等人，2017年；Bishop等人，2018年；Sayer等人，2023年），但目前尚无研究探讨这些元素在热带地区蜂鸟体内的长期变化或不同海拔高度上的差异。
关于蜂鸟的保护状况和威胁的研究主要集中在土地利用变化、气候变化、入侵物种和新烟碱类杀虫剂方面（Bishop等人，2018年；Graves等人，2019年；English等人，2021年；Prieto-Torres等人，2021年）。自然环境中的蜂鸟可能因栖息地邻近人类活动区域或大气沉降而接触到有毒物质（Rimmer等人，2005年；Bishop等人，2018年）。在墨西哥，仅对水生鸟类、猛禽和食虫鸟类中的有毒元素进行了研究（Chapa-Vargas等人，2010年；Sánchez-Virosta等人，2015年；Borges-Ramírez等人，2024年；Partida-Lara等人，2025年）。墨西哥的自然资源通过采矿和农业集约化等生产活动长期受到破坏，因此有必要了解这些有毒元素的污染对生物的影响（Sonnenfeld，1992年；Chapa-Vargas等人，2010年；Monzalvo-Santos等人，2016年）。这是墨西哥首次对蜂鸟体内有毒金属和类金属元素进行长达80年（1932–2012年）和不同海拔高度（0–2500米）的历史研究。本研究的目的包括：（i）比较不同蜂鸟物种和性别之间的有毒元素浓度；（ii）评估海拔高度对这些有毒元素浓度的影响；（iii）研究这些元素浓度随时间的变化情况。由于绿喉山宝石蜂鸟（Lampornis viridipallens）生活在广泛的海拔范围内，预计该物种体内的有毒金属和类金属元素浓度会高于Amazilia属的物种，因此高海拔地区的浓度会更高。
研究方法
样本采集与处理
羽毛样本来自五个科学收藏机构：恰帕斯州环境与自然历史部（SEMAHN）的区域鸟类收藏（Colección Zoológica Regional de Aves, CZRAV）、坎佩切自治大学（UAC）的可持续发展和野生动物利用研究中心（CAMP?AV）、金塔纳罗奥南部边境学院的动物学博物馆鸟类收藏（Colección Ornitológica del Museo de Zoología, ECOSUR-CH）以及国家鸟类收藏（Colección Nacional de Aves, CNAV）。
物种与性别间的比较
共分析了119只来自三种蜂鸟的羽毛样本：肉桂蜂鸟49只、黄腹蜂鸟30只、绿喉山宝石蜂鸟40只（见表1）。在蜂鸟羽毛样本中检测到了汞、砷和铅。其中，绿喉山宝石蜂鸟体内的汞浓度最高（66.3 ± 40.6 μg/g），而黄腹蜂鸟体内的汞浓度最低（8.4 ± 5.8 μg/g）。
讨论
本研究首次证明了墨西哥东南部蜂鸟体内存在有毒金属和砷。此外，还展示了80年来这些有毒元素浓度的历史变化趋势，以及它们在海拔1159米至2500米之间的上升趋势。与所有基于博物馆收藏样本的历史研究一样，本研究的样本获取受到限制——某些年份没有进行采集，且采集地点也是经过选择的。
结论
这是全球范围内首次针对传粉鸟类体内有害金属和类金属元素进行的时空研究，该研究被纳入了国际传粉者危机议程。绿喉山宝石蜂鸟体内的有毒元素浓度最高，这反映在受保护威胁的森林中，其浓度随海拔升高而增加。雌性绿喉山宝石蜂鸟体内的砷浓度最高；而雌性黄腹蜂鸟体内的砷浓度也较高。
作者贡献声明
海梅·伦东-冯·奥斯滕（Jaime Rendon von Osten）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、研究监督、资金筹集、数据分析及概念构思。梅尔·M·博尔赫斯-拉米雷斯（Merle M Borges-Ramírez）：数据分析。玛丽娜·E·罗德里格斯-亚（Marina E Rodriguez-Yah）：数据分析。保拉·L·恩里克斯-罗查（Paula L. Enriquez-Rocha）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法设计及概念构思。何塞·R·巴斯克斯-佩雷斯（Jose R Vázquez-Pérez）：初稿撰写、数据分析。鲁思·帕蒂达-拉拉（Ruth Partida-Lara）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写。
未引用的参考文献
Brittain等人，2010年；Burger和Gochfeld，1997年；Silveira和Marini，2012年。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
感谢墨西哥国立自治大学（UNAM）的“阿尔方索·L·埃雷拉”动物学博物馆（MZFC, UNAM）、国家鸟类收藏（Colección Nacional de Aves - UNAM）、CEDESU-UAC收藏、恰帕斯州区域鸟类收藏（Colección Zoológica de Chiapas, Aves-SEMAHN）以及ECOSUR鸟类收藏的各位工作人员。同时感谢Patricia Escalante、Adolfo Navarro、Jesús Vargas、Marco Altamirano González和María del Carmen Pozo de la Tijera允许我们使用这些收藏样本。
