近日，自然資源部第二海洋研究所黃偉團隊與上海海洋的大學水產與生命學院王有基團隊合作在環(huán)境領域著名學術期刊 Journal of Hazardous Materials 上發(fā)表了題為“Tire microplastic particles and warming inhibit physiological functions of the toxic microalga Alexandrium pacificum”的論文。文中聚焦新興污染物輪胎微塑料顆粒（TMPs），探究了該污染物在海水暖化暴露下對太平洋亞歷山大藻（Alexandrium pacificum）光合、營養(yǎng)、免疫等指標的綜合影響。通過材料暴露行為和生物標志物特征變化的角度解釋了新興污染物毒性機理和海水暖化-有毒微藻系統(tǒng)對外來脅迫的抵抗機制。同時，通過生物標志物與環(huán)境因子的相關性分析歸納了在維持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用的機制。研究結果有助于揭示TMPs對微藻毒性的潛在機制，深入了解海洋變暖如何與微塑料污染相互作用，影響微藻健康和生態(tài)系統(tǒng)動力學
輪胎微塑料顆粒（TMPs）包括尺寸小于 5 毫米的合成橡膠顆粒，被認為是環(huán)境微塑料的重要組成部分。環(huán)境中存在的熱塑性微塑料包括輪胎磨損顆粒（TWPs）、回收輪胎碎屑（RTC）和輪胎
粒與傳統(tǒng)的熱塑性微塑料不同，其成分復雜，可能含有多種重金屬。雖然TMPs 對水生生物造成的確切環(huán)境風險在很大程度上仍不為人所知，但實驗室實驗表明，接觸 TMPs 或其瀝濾液會引起各種生物的毒理學反應，包括魚類、水蚤、甲殼類和藻類。
微藻作為水生生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產者發(fā)揮著至關重要的作用，它們吸收、傳遞和轉換光的能力是生態(tài)系統(tǒng)過程不可或缺的一部分。研究表明，微藻類的光合作用和氧化免疫能力會受到 MPs 的影響，例如，MPs的遮光效應是造成藻類毒性的主要原因，因為當粒子存在時，光合作用會受到顯著抑制，還通過誘導氧化應激水平的增加來抑制光合作用。也有人指出，藻類細胞變形主要是由機械損傷引起的。與TMPs接觸會破壞細胞壁，破壞細胞結構的完整性，最終導致細胞死亡。目前對TMPs毒性的研究大多集中在其滲濾液的作用，但TMPs對微藻的理化毒性機制尚未完全闡明。
此外，在以往的研究中，環(huán)境條件對TMPs毒性的影響在很大程度上被忽視。需要指出的是，到本世紀末，預計地表水溫將上升3.3-5.7℃。在全球變暖的背景下，海洋變暖和極端天氣事件的發(fā)生率逐年上升，影響了初級生產和生態(tài)服務。環(huán)境中MPs（包括TMPs）的行為和毒性可能受到溫度的調節(jié)。升高的水溫可以增加布朗運動的速度和物質碰撞的頻率。因此，在升溫的影響下，TMPs可能與微藻的多糖和腐殖質聚集在細胞外，形成高分子聚合物胞外多聚物質(EPS)，對微藻產生生理效應。例如，Lagarde等人觀察到萊茵衣藻暴露于PP-MPs 20天會形成涉及微藻細胞、MPs和細胞外多糖的異質聚集體。然而，高溫如何促進TMPs與微藻的異質性再聚集及其聯(lián)合的毒理學效應仍不清楚。
作為一種典型的藻華物種，A. pacificum的生理生態(tài)學研究值得關注。一些研究已經對黏土和農藥對A. pacificum產生藻毒素的影響進行了研究。一些學者也指出了pH或變暖對A. pacificum的影響。然而，人們對氣候變化和有毒顆粒污染物對有毒藻類的生理和生態(tài)影響知之甚少。在我們的研究中，我們的目的是描述在海洋變暖的背景下，TMPs對微藻產生毒性作用的內在機制。我們假設，升高的溫度可能會增強TMPs對微藻的吸附作用，促進異質聚集物的形成，從而阻礙微藻的光合作用。我們選擇了有害的微藻A. pacificum作為模式生物。采用0 mg/L、1 mg/L和500 mg/L濃度下粒徑小于80μm的TMPs，在兩個溫度梯度(21℃和25℃)下模擬應力條件。我們研究了不同濃度的TMPs和溫度對A. pacificum光合參數、抗氧化參數以及與養(yǎng)分吸收相關的酶活性的影響。我們還研究了暴露于TMPs懸浮液中的太平洋杉的細胞外異質性聚集，以收集更接近真實環(huán)境條件的毒性數據。
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