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研究人员探究微塑料对微生物的影响，发现其关联复杂，对理解生态健康意义重大。
微塑料污染：亟待破解的生态与健康谜题
在我们生活的世界里，微塑料（Microplastics，粒径小于 5mm 的塑料颗粒）如同幽灵一般，无处不在。从地球的两极到珠穆朗玛峰的峰顶，甚至在马里亚纳海沟的深处，都能发现它们的踪迹。在我们的日常生活中，微塑料悄无声息地潜入了食物、饮用水和呼吸的空气中。这些微塑料一部分源自专门制造的初级微塑料，比如个人护理产品；另一部分则是大型塑料垃圾，如合成纺织品、轮胎和食品包装降解产生的。
随着微塑料污染日益严重，其对人类、动物和环境健康的潜在威胁逐渐引起关注。近期《Nature Medicine》的研究发现，在人体组织（肾脏、肝脏和大脑）中检测到了微塑料和纳米塑料（Nanoplastics，粒径小于 1μm），且 2024 年死亡个体的肝脏和大脑中，微塑料和纳米塑料浓度高于 2016 年的个体，这表明长期接触会导致其在组织中积累。更令人担忧的是，微塑料积累与疾病存在关联，在患有痴呆症、心血管疾病的患者体内，微塑料的积累情况更为明显。
然而，在微塑料污染的研究中，微生物这一关键角色却常被忽视。微生物与环境和宿主健康紧密相连，微塑料对微生物生理、行为或代谢的负面影响，必然会波及整个生态系统。同时，微生物也可能受到塑料对宿主或环境影响的间接作用。因此，深入研究微塑料与微生物之间的相互作用，对于揭示微塑料污染的全面影响、保障生态系统和人类健康至关重要。在此背景下，相关研究人员针对这一课题展开研究，成果发表在《Nature Microbiology》。
研究方法
研究人员采用了多种技术方法来探究微塑料与微生物的关系。在检测人体和动物组织中的微塑料时，运用了敏感的化学分析方法，得以精确测定微塑料和纳米塑料的存在及浓度。对于微生物群落的研究，通过分析肠道微生物组和环境微生物组的组成变化，来揭示微塑料污染的影响。此外，在研究塑料球（plastisphere，指能附着和生长在塑料碎片上的微生物群落）相关的生物地球化学过程时，对比了塑料球生物膜与周围水体和对照生物膜的差异。
研究结果
- 微塑料对动物肠道微生物组的影响：大量研究表明，动物受到微塑料污染的情况日益严重，尤其是那些更易摄入塑料碎片的动物。野生海鸟肠道微生物组的多样性和组成与肠道中微塑料的浓度密切相关。微塑料的存在导致共生菌数量减少，病原体（包括人畜共患病菌和耐药菌）以及塑料降解菌的数量增加。在小鼠实验中，也观察到了肠道微生物群组成的类似变化，同时还发现了功能改变，如炎症增加。在人类研究中，虽然未对微生物群进行详细表征，但发现粪便微塑料浓度与炎症性肠病之间存在关联。
- 微塑料对环境微生物的影响：陆地和水生微生物组同样受到微塑料污染的影响，其组成发生改变。呈现出有益或共生微生物减少，携带抗生素抗性基因的致病微生物增加的趋势。尽管这种组成变化已较为明确，但对其功能影响的了解还十分有限。例如，在《Nature Communications》的一项研究中，发现与周围水体和对照生物膜相比，塑料球生物膜中细菌介导的硝化作用有所增加，但这种微环境中的代谢是否对生物地球化学循环有更广泛的贡献尚不明确。
研究结论与讨论
目前的研究虽然大多是描述性的，但已经充分表明，微塑料与微生物之间的相互作用十分复杂，且对生态系统和宿主健康有着重要影响。微塑料能够富集病原体及其相关的抗生素抗性基因，然而我们还需要深入了解这些变化是否对宿主健康或生态系统功能产生实质性影响。
这一研究领域仍处于起步阶段，面临诸多挑战。在微塑料研究领域，确定与环境相关的暴露水平和时间尺度，以及考虑微塑料形状、大小和化学成分的多样性，都是亟待解决的问题，并且需要制定相应标准。由于纳米塑料粒径微小，可能穿过细胞屏障，对其检测需要灵敏的方法，这对许多研究人员来说是一大阻碍。
尽管如此，随着对微塑料污染的关注度不断提高，深入研究微塑料对微生物的影响至关重要。这不仅有助于我们全面了解微塑料污染的危害，还能为制定有效的污染治理策略和保护生态系统及人类健康提供科学依据。未来，需要更多的研究从机制层面深入探究微塑料与微生物的相互作用，加强监测和标准化研究，以应对微塑料污染这一全球性挑战。
