微塑料已侵入南极洲唯一的土著昆虫

这项发表在《整体环境科学》上的研究，是首个探讨微塑料如何影响南极昆虫的研究，也是首个证实野生蠓幼虫体内存在塑料颗粒的研究。
该项目始于2020年，当时还是博士生的杰克·德夫林被一部关于塑料污染的纪录片所震撼，后来他搬到苏格兰担任海洋鸟类学家。
“看那部纪录片让我非常震惊，”德夫林说，“我开始阅读塑料对昆虫影响的资料，心想‘既然塑料在其他地方都有出现，像南极这样的偏远地区会怎样呢？’”
认识南极极端生存者—— Belgica antarctica
研究的核心物种 Belgica antarctica 是一种不叮咬人的蠓，体型像一粒米大小的小飞虫。它是地球上最南端的昆虫，也是唯一仅原产于南极的昆虫物种。
其幼虫生活在南极半岛沿岸潮湿的苔藓和藻类垫中。在某些地方，它们的数量每平方米可接近4万只。通过以腐烂的植物为食，它们帮助回收营养物质，维持脆弱的土壤生态系统运转。
“它们被我们称为多极端环境生物，”德夫林说，“它们能应对严寒、脱水、高盐、剧烈的温度变化和紫外线辐射。所以，关键问题是：这种韧性是能保护它们免受微塑料这种新压力的影响，还是会让它们对这种从未见过的东西变得脆弱？”
尽管南极常被视为未受干扰的荒野，但此前的研究已在新雪和附近海水中检测到塑料碎片。虽然其水平低于世界大部分地区，但塑料仍通过洋流、风力运输以及与研究站和船只相关的人类活动抵达南极。
实验室测试揭示微塑料的潜在影响
为了解塑料暴露可能对昆虫产生的影响，研究人员进行了一系列对照实验。初步结果令人惊讶。
“即使在最高的塑料浓度下，存活率也没有下降，”德夫林说，“它们的基础代谢也没有变化。表面上看，它们似乎状况良好。”
然而，深入分析发现了隐藏的影响。暴露于较高水平微塑料的幼虫，尽管碳水化合物和蛋白质水平保持稳定，但其脂肪储备却有所减少。脂肪对于能量储存至关重要，尤其是在南极恶劣的气候条件下。
德夫林推测，寒冷环境中的缓慢进食以及自然土壤的复杂性，可能限制了幼虫实际摄入的塑料量。由于在南极进行研究面临挑战，暴露实验仅持续了10天。他指出，需要进行长期研究才能确定持续暴露对昆虫的长期影响。
野生南极蠓中发现微塑料
项目的第二阶段解决了一个直接但关键的问题：野生 Belgica antarctica 幼虫是否已在自然环境中摄入微塑料？
在2023年沿南极半岛西部的科考航行中，研究团队从13个岛屿的20个地点收集了幼虫。样本被立即保存，以防止额外进食。
为检测昆虫体内的塑料颗粒，德夫林与摩德纳-雷焦艾米利亚大学的微塑料专家伊丽莎·贝尔加米以及的里雅斯特同步辐射装置的成像专家乔瓦尼·比拉尔达合作。团队解剖了这些5毫米长的幼虫，并使用先进的成像工具检查其肠道内容物，这些工具能够识别小至4微米的颗粒的化学“指纹”，远低于人眼可见范围。
在分析的40只幼虫中，研究人员发现了两个微塑料碎片。
只发现两个碎片看似微不足道，但德夫林认为这是一个早期信号。
“南极的塑料水平仍然远低于地球上大多数地区，这是个好消息，”德夫林说，“我们的研究表明，目前微塑料尚未充斥这些土壤群落。但我们现在可以说，它们已经进入了这个系统，并且在足够高的浓度下，它们开始改变昆虫的能量平衡。”
由于这种蠓没有已知的陆地捕食者，它们摄入的塑料不太可能沿着食物链向上传递。尽管如此，德夫林仍担心长期暴露对发育周期长达两年的幼虫意味着什么，尤其是气候变化带来的更温暖、更干燥的条件会增加新的压力。
塑料污染已抵达地球尽头
对德夫林来说，这一发现凸显了塑料污染的广泛程度。
“这一切始于我看了一部纪录片，心想‘南极肯定是最后几个没有这个问题的地方之一’，”德夫林说，“然后你去了那里，研究这种生活在没有树木、几乎没有植物的环境中的神奇小昆虫，却仍然在它的肠道里发现了塑料。这真的让人意识到这个问题有多普遍。”
未来的研究将监测南极土壤中的微塑料水平，并对 Belgica antarctica 和其他土壤生物进行更长时间的多压力实验。
“南极给了我们一个更简单的生态系统来提出非常有针对性的问题，”德夫林说，“如果我们现在关注，我们可能会学到适用于极地之外的经验。”