新研究:啃食与掘土行为或使部分草食动物更易暴露于土壤有毒元素

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一项针对南非南部卡拉哈里沙漠草食动物的研究显示,草食动物在取食植物的同时会吞入不同程度的土壤,而觅食位置与行为方式会显著影响其暴露于土壤中砷、铅、铬等有毒元素的风险。

研究由关注环境污染物对野生动物健康影响的团队开展,调查地点位于南非南部卡拉哈里沙漠的Tswalu Kalahari保护区。研究人员对保护区内16种非洲草食动物进行比较,旨在识别哪些物种更容易受到土壤有毒元素影响,并为野生动物重新引入、生态修复与野化项目提供参考。

研究团队在两年内围绕保护区25个水源点采集表层沉积物与植被样本,以识别土壤中有毒元素的相对高值区域。随后,研究人员通过采集不同物种的粪便估算其经消化系统排出的元素水平,并以毛发样本记录有毒元素在体内随时间吸收与累积的情况。研究称,这一非侵入性方法组合有助于追踪有毒元素从土壤到植物再进入野生动物体内的路径。

结果显示,部分有毒元素在土壤中的浓度高于植物中。研究同时发现,与在地表附近取食草类、根茎或进行掘食的动物相比,取食树冠较高处叶片的动物暴露风险更低。研究指出,影响暴露水平的不仅是食物类型,觅食位置同样是关键因素。

在不同物种的土壤摄入量方面,研究观察到明显差异。疣猪、豪猪等掘穴或掘食动物在挖掘、掘洞与觅食过程中摄入土壤较多;蓝牛羚、白犀牛、非洲水牛等食草动物也表现出较高的土壤摄入量,研究认为这与其贴近地面取食、连根拔起草类或啃食带尘土植被有关,且在卡拉哈里这类干燥环境中更为常见。相较之下,长颈鹿等以树冠叶片、嫩芽和豆荚为食的动物摄入土壤较少。

研究还指出,土壤并非惰性介质,其矿物组成、酸碱度、腐殖质含量与水分渗透性等特征会影响有毒元素含量,并影响有毒元素与养分向植物和动物的转移。研究提到,采矿、农业、工业排放与水资源管理等人类活动可能抬升金属浓度,从而使摄入大量土壤的物种——尤其是食草与掘穴动物——面临更高风险。

在该保护区样本中,研究人员报告钒、铝、铅、铬、锡、钴和砷等元素浓度较高。研究称,食叶动物(包括黑犀牛)的暴露与体内累积水平低于其他草食动物。角马与跳羚在湿季以草为主、干季转为食叶,被归为混合食者;由于其在食草阶段摄入土壤增加,研究认为其暴露风险高于黑犀牛。

研究同时强调,野生动物体内检测到有毒元素并不必然意味着污染或生态危害,因为动物已进化出应对自然摄入土壤中元素的机制。

此外,研究将牙齿结构作为潜在风险指标进行讨论。研究指出,草类天然含有较高的磨蚀性硅质,且在干燥环境中常附着细土与尘埃,长期取食草类或带土根茎的动物牙齿磨损更明显。为适应磨损,一些物种进化出高釉质冠牙齿。研究发现,在土壤有毒元素浓度较高时,牙齿结构与粪便、毛发中的有毒元素水平之间存在强相关性,提示管理者可将牙齿结构作为识别高风险物种并加强监测的参考。

研究认为,草食动物摄入土壤是其生态行为的一部分,但不同物种因行为、解剖结构、进化历史与环境差异而面临不同风险。研究提出的框架可用于在生态系统恢复与大型草食动物重新引入过程中,优先识别与监测更可能受景观变化影响的物种,并减少将自然暴露误判为污染的可能性。

本文内容基于The Conversation发布的文章信息整理。


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