《Avian Research》：Is the personality of
Passer montanus in heavy metal-polluted environments undergoing silent change?
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本研究聚焦于树麻雀(Passer montanus)在重金属污染环境下的行为响应机制。研究人员通过对比污染区（馒头山村）与对照区（阁老范村）的种群，系统测定了其体内重金属(Zn、Cr、Cu、Cd、Pb)与Ca的累积水平、形态发育不稳定指标（波动性不对称，FA）及四种性格特质（探索性、大胆性、活跃性、社交性）。结果发现污染区麻雀的多种组织中重金属（如Cu、Pb、Cd、Cr）及FA水平显著更高，且在特定年龄-性别组中，活跃性与社交性得分更高，但心率更高且最长静止时间更短。相关分析表明，重金属（尤其是Cr、Cd、Pb）的累积与FA水平显著抑制了麻雀的大胆性、活跃性与探索性行为。这为理解重金属污染下野生鸟类的性格特质与个体状态响应提供了重要证据。
随着经济和工业化的飞速发展，重金属污染已成为全球性生态问题。这些来自农业径流、工业活动和大气沉降的污染物在环境中不断累积，严重威胁着生态系统健康。鸟类，作为食物链顶端的消费者和生态系统中的关键类群，因其高体温和快速代谢，对重金属污染尤为敏感。过量的重金属会损害其组织和神经系统，进而改变其行为反应。然而，我们对于野生鸟类在长期重金属暴露下的响应，特别是其内在性格特质（如大胆、活跃、探索、社交等）如何被污染环境重塑，仍然知之甚少。树麻雀作为一种与人类关系密切、分布广泛的雀形目鸟类，是研究这一问题的理想模型。发表在《Avian Research》上的这项研究，就为我们揭开了重金属污染环境下树麻雀性格“静默”改变的神秘面纱。
为了探究重金属污染是否以及如何影响树麻雀的性格，研究人员在河南省焦作市选取了两个研究点：受金属冶炼废水长期污染的地区（馒头山村）和相对未受污染的对照区（阁老范村），两地相距17公里。研究团队于2021-2024年间，通过雾网捕捉了两个地点不同性别和年龄（成体和幼体）的树麻雀样本。主要技术方法包括：1）野外采样与形态测量：对捕获的麻雀进行形态指标（如翼长、跗跖长等）测量，并计算其波动性不对称（FA）作为发育稳定性的指标。2）行为学性格测试：在定制的观察笼中，按照固定顺序对每只麻雀进行了一系列标准化测试，包括手持测试（测大胆性/心率）、探索与活跃性测试（记录在Y型树枝间的移动）、以及社交性测试（通过镜子暴露评估互动行为），从而量化探索、活跃、大胆和社交四种性格特质的得分。3）化学分析：采集麻雀的羽毛（初级飞羽、尾羽、胸羽）以及心脏、肝脏、肾脏、胃和跗跖骨等组织样本，使用微波消解和火焰原子吸收光谱法（FAAS）测定其中Zn、Cr、Cu、Cd、Pb和Ca的浓度。4）性别鉴定：通过繁殖期观察或使用特异性性别鉴定引物进行分子鉴定。5）统计分析：运用R语言进行独立样本t检验、相关性分析、主成分分析（PCA）和线性混合模型（LMM）等，以评估重金属累积、FA与性格特质之间的关系。
研究结果
3.1. 金属水平
污染区麻雀在多种组织（如初级飞羽、尾羽、心脏、肝脏）中的Zn、Cr、Cu、Cd和Pb浓度均显著高于对照区麻雀，且积累模式存在性别和年龄差异。例如，污染区成年雄性的尾羽中Zn、Cr、Cu和Pb浓度显著更高，而雌性成体的尾羽中Cr和Cu更高。幼体，尤其是雄性幼体，在多个组织中也显示出更高的Zn和Cr积累。相反，对照区麻雀的羽毛和肌肉中的Ca浓度显著更高。
3.2. 身体条件
污染区麻雀的多个形态特征（如翼长、初级飞羽长、跗跖长）的波动性不对称（FA）值显著高于对照区麻雀，表明重金属污染破坏了其发育稳定性，且对幼体的影响更为明显。
3.3. 性格特质
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3.3.1. 性格得分：两组麻雀的探索性得分无显著差异。然而，污染区成年麻雀（雄性和雌性）以及雄性幼体的活跃性得分显著更高；污染区雌性幼体的大胆性得分更高；污染区成年雄性和幼体（雄性和雌性）的社交性得分也更高。
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3.3.2. 行为持续时间：对照区麻雀（成体和雄性幼体）在手持测试中的心率更高，最大静止时间也更长。在空间利用上，污染区的雄性幼体在低空间区域活动时间显著更长，而在高空间区域活动时间更短。
3.4. 相关性分析
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3.4.1. 身体条件的相关性：在污染区，雄性成体初级飞羽和跗跖长的FA与身体大小综合得分呈显著负相关；雌性成体初级飞羽FA与Cu、Ca浓度负相关，而跗跖长FA与Cd浓度正相关。
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3.4.2. 性格得分的相关性：在污染区，Cr和Cd浓度与雌性成体的探索性和大胆性得分呈显著负相关；Cr和Pb浓度与雄性成体的大胆性得分负相关；Cr和Cu浓度与其探索性得分负相关。Cr浓度也负向影响幼体（雌性）的探索和活跃性得分，以及幼体（雄性）的活跃性得分。
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3.4.3. 行为持续时间的相关性：复杂的环境因子（如重金属浓度、FA、Ca）与不同性别-年龄组麻雀在各空间区域的活动时间、最大静止时间及心率存在显著的相关性，具体关系因组别而异。
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3.4.4. 性格特质、金属水平与身体条件的关联分析：多元线性回归模型进一步确认，在污染区，Cr浓度对雄性成体的探索性、活跃性得分及低区活动时间有显著负效应，并正效应于其最大静止时间。跗跖长FA则显著影响雌性成体的探索性和社交性得分。
结论与讨论
本研究证实，长期暴露于重金属污染环境会显著改变树麻雀的性格特质。污染区麻雀表现出更高的活跃性和社交性，这可能是它们为应对资源分布不均和健康风险而采取的适应性行为策略，例如通过增加活动和社交来更高效地寻找安全食物或共享信息。然而，这种“活跃”的表象下隐藏着代价：它们的心率反应更迟钝（表明慢性应激），最大静止时间更短，且在幼年雄性中表现出对低风险区域的空间偏好。更重要的是，研究发现重金属（Cr、Cd、Pb）的积累和更高的FA（发育不稳定的标志）与较低的大胆性、探索性和活跃性得分显著相关。这表明，重金属污染不仅直接通过生理毒性（如神经内分泌干扰）抑制行为表现，还可能通过损害个体发育健康（高FA）间接影响行为。
该研究的重要意义在于，首次在野生鸟类中系统揭示了重金属污染与个体性格特质之间的复杂联系，并将形态发育指标（FA）与行为表型联系起来。树麻雀作为一种常见的城市和农业生态系统指示物种，其性格特质的改变可以作为评估生态系统水平污染影响的敏感生物标志物。这些发现为了解环境污染如何塑造野生动物行为可塑性提供了关键证据，并强调了行为生态学在环境监测和生态风险评估中的潜在价值。未来的研究需要扩大样本量并纳入更多环境变量，以进一步厘清重金属影响鸟类行为的具体生理和分子机制。
