自深水地平线石油泄漏事件已近十年。被描述为美国最严重的环境灾难,近500万桶原油渗入墨西哥湾,严重降低了泄漏点周围的海洋生态系统,并直接影响沿海岸线1,773公里的沿海栖息地。大约1000万加仑留在海湾底部的沉积物中,可能继续对海洋生物造成严重的生理损害,包括感觉系统的损害。
海洋鱼类依靠其感官系统的有效功能来生存。尽管他们的嗅觉(嗅觉)系统具有明显的重要性,但原油暴露对感官功能的影响仍然很大程度上未被探索。
佛罗里达大西洋大学的研究人员首次量化了整个原油对海洋脊椎动物嗅觉功能的生理影响 - 大西洋黄貂鱼,Hypanus sabinus,一种elasmobranch鱼。该研究结果发表在“科学报告”上,证实暴露于深水地平线漏油后沿海地区测量浓度的原油暴露,仅在暴露48小时后就显着损害了大西洋黄貂鱼的嗅觉功能。这些研究结果表明,接触原油可能会对健康造成不利影响,导致过早死亡,并通过较低的营养水平引起额外的级联效应。
“Elasmobranchs以其发达的感官系统而闻名,这些系统对于提醒他们存在捕食者,猎物,配偶和不利的环境条件至关重要。这些感觉系统的任何损害都会对他们的生存和健康产生破坏性影响, “联合国大学科学家查尔斯·施密特科学院生物科学教授,FAU的Elasmobranch研究实验室主任,共同作者Stephen M. Kajiura博士说。
这项工作由Eloise J. Cave执行,作为她在Kajiura实验室的硕士学位的一部分。Cave,现在是博士。佛罗里达理工学院的学生使用电生理学分析来测试在清洁水和油处理过的水下保持黄貂鱼的嗅觉反应。她发现油暴露的动物表现出较小的反应,起效较慢,持续时间较长。
“与受体细胞不与眼睛,内耳,侧线和电感受器等环境直接接触的其他感觉系统不同,嗅觉器官的化学感觉细胞通过粘液直接暴露于海水,“Kajiura说。“因此,环境污染物具有直接损害受体细胞并影响嗅觉功能的能力。”
虽然这项研究的重点是浅水,沿海物种,深水软骨鱼类物种可能极易受到原油暴露的影响。研究人员警告说,深海海底物种如冰鞋 - 一种在海底蛋壳中长时间发育的软骨鱼 - 特别是在整个敏感发育过程中可能会持续暴露于沉积物中的高浓度原油。周期。此外,由于海洋生物的代谢率随着温度和深度而显着下降,深海软骨鱼类的代谢率比浅水物种慢得多,因此可能更慢地代谢原油。这种长时间暴露可能表现为不同或更严重的结果。
“在田间条件下,动物可能会遇到不同的暴露浓度,这可能高于或低于我们研究中使用的浓度,”Kajiura说。“这种急性暴露有可能诱发其他生理反应,可能会改变嗅觉功能改变的副作用。即使油不会立即或直接导致死亡,亚致死效应仍可能降低适应性或导致过早死亡。 “
原油含有许多复杂的有机和无机化合物,包括重金属,如铝,锰,钴,铜,锌和汞。重金属可以阻止硬骨鱼类嗅觉系统中的钠离子和钙离子通道 - 一组不同的射线鳍鱼 - 导致嗅觉反应减弱。此外,原油的水溶性部分已引起嗅上皮的增生,坏死和损伤。所有这些物理损伤都可能导致对化学刺激的嗅觉敏感性降低。