蚯蚓对镉胁迫的响应及其毒理机制研究进展

近年来,土壤重金属污染对生物生存和生态环境质量造成负面影响且危害严重,成为研究热点而被广泛关注。蚯蚓作为典型的大型土壤无脊椎动物,在陆地生态系统的物质循环、能量传递与信息交流的相关环节具有极其重要的生态功能。国内外关于镉(Cd)胁迫对蚯蚓的生理、生长、肠道微生物多样性、组织损伤等影响及蚯蚓的响应效应与适应研究较多,但对毒理机制与响应机理的综合系统归纳较少。从分子、细胞、组织、个体及种群等不同层次总结了土壤Cd胁迫对蚯蚓的毒害效应及机理,系统阐述了蚯蚓通过拒绝吸收、结合钝化、氧化应激及隔离4方面对Cd胁迫作出的响应,进一步总结了蚯蚓适应Cd胁迫土壤的环境行为,从污染危害、生物响应、环境行为3方面阐述蚯蚓与Cd胁迫的相互关系,为土壤重金属污染的生态毒理机理及生物响应机制、环境行为研究提供参考,为土壤环境质量的生态风险评价及后续污染修复提供理论支持,并进一步探索未来污染与生物相互关系研究的发展方向。

小龙虾潜在捕食下牛蛙蝌蚪对铅镉复合污染的响应研究

环境污染及外来入侵捕食者共存对两栖动物生存的影响及其响应的系统研究相对较少。以牛蛙蝌蚪为研究对象,设置铅镉复合4个处理浓度[对照CK、低(0.05 mg/L Pb+0.005 mg/L Cd)、中(0.1 mg/L Pb+0.01 mg/L Cd)、高(1 mg/L Pb+0.1 mg/L Cd)]构建室内控制实验,研究外来入侵种小龙虾存在下牛蛙蝌蚪体内铅镉积累情况及牛蛙蝌蚪作出的生理响应及表型可塑性变化。结果表明,高处理组蝌蚪身体铅含量显著高于对照及低处理(p<0.05),蝌蚪尾巴镉含量显著高于对照组。无小龙虾存在下,随着处理浓度增加,蝌蚪体内SOD活性显著增加(p<0.05)。铅镉胁迫下小龙虾降低了蝌蚪的摆尾次数,与对照组相比,处理第21 d,低、中、高处理组分别降低了8.22%、9.59%和19.18%;处理第21 d,高处理组蝌蚪的体长、体宽和体肌层厚与对照组相比分别减小25.40%、29.71%和31.83%。本研究表明,蝌蚪通过改变表型可塑性、降低活动能力来适应重金属污染及潜在捕食者造成的胁迫,为两栖动物的生存及保护提供了数据支持与科学依据。