鲸鱼和海豚通过饮食获取营养和必需元素。在吃鱼、鱿鱼、章鱼、甲壳类动物和其他海洋哺乳动物的同时，它们也会接触到重金属污染物。

美国东南海岸搁浅的海豚和鲸鱼体内毒素含量升高。监测这些搁浅的海洋动物中的有毒污染物至关重要，它们是环境污染的重要哨兵，其健康可能与人类健康相关。

然而，关于特定元素如何在动物体内分布(特别是对于许多罕见物种)以及有毒物质水平与其性别、品种、年龄和其他人口因素之间的关系的数据仍然很少。

由佛罗里达大西洋大学海港分校海洋学研究所与一组科学家合作领导的一项研究，评估了必需和非必需微量元素的普遍性、浓度和组织分布，包括组织(鲸脂、肾脏、肝脏)中的重金属毒物、骨骼肌、皮肤)和粪便样本是从2007 年至 2021 年搁浅在佐治亚州和佛罗里达州的 90 头鲸鱼和海豚身上采集的。

研究人员分析了来自 9 个物种的 319 个样品，了解 7 种必需元素(钴、铜、铁、锰、钼、硒、锌)和 5 种非必需元素(砷、镉、铅、汞、铊)的浓度。研究中的物种都占据较高且相似的营养水平，并混合吃头足类动物和鱼类。

发表在Cell Press: Heliyon杂志上的研究结果表明，里索海豚 ( Grampus griseus ) 和短鳍领航鲸 ( Globicephala macrorhynchus ) 的汞、镉和铅的中位浓度最高，而矮抹香鲸 ( Kogia ) 的汞、镉和铅的中位浓度最高。司马)的得分最低。

与 2010 年至 2018 年搁浅的鲸鱼相比，2019 年至 2021 年搁浅的成年侏儒抹香鲸和矮抹香鲸的砷、铜、铁、铅、锰、硒、铊和锌的浓度更高，这表明随着时间的推移，接触风险不断增加。

“当我们将系统发育群体划分为年龄组，并比较物种成年样本之间特定组织类型中重金属的中位浓度时，我们发现了一些有趣的趋势，”资深作者、副研究员Annie Page博士说。 FAU 港口分部教授兼临床兽医。

许多元素(例如镉、钴、铜、锰、钼、铊、锌)的最高浓度出现在粪便样本中，这说明了这种非侵入性收集样本的有用性。

除了粪便样本外，大多数物种的肝脏或肝组织中铁、锰、汞、钼和硒的浓度最高;肾脏或肾组织的镉浓度最高;皮肤的锌含量最高;铜、砷和铅的浓度主要分布在肝脏和肾脏中。

汞和镉的中位浓度最低的是肝脏、肾脏、鲸脂和肌肉样本，皮肤汞浓度最低和肝脏铅浓度最低均来自矮抹香鲸。

汞是海洋系统中毒性最强的元素之一，可以通过海洋食物网进行生物累积和生物放大。鲸类动物主要通过食用受污染的猎物而接触汞和其他有毒金属，随着时间的推移，这些猎物往往会在肝脏、肌肉和其他组织中积累汞。

“接触重金属污染物会导致氧化应激，从而损害蛋白质功能、损伤 DNA 并破坏膜脂，”Page 说。“重金属暴露与退行性心脏病、免疫缺陷和寄生虫感染增加以及其他疾病风险有关。”

该研究的结果提供了进一步评估与自由放养的鲸鱼和海豚组织中微量元素暴露和积累相关的病理生理机制和生态毒理学危害所需的重要基线数据。

“由于重金属污染物的组织浓度也会根据个体动物的性别、年龄等级、营养级和位置等因素而变化，因此首先建立基线值，然后继续监测鲸类种群是否接触这些有毒物质，这一点很重要， ”佩奇说。

研究中检查的物种是侏儒抹香鲸(Kogia breviceps);侏儒抹香鲸;热尔韦喙鲸(Mesoplodon europaeus);里索海豚;短鳍领航鲸;抹香鲸(Physeter macrocephalus);瓜头鲸(Peponocephala electra);布兰维尔喙鲸(Mesoplodon densirostris);和假虎鲸(Pseudorca crassidens)。

研究合著者代表 FAU 港口分会;美国海岸警卫队学院;阿拉巴马大学伯明翰分校;哈布斯海洋世界研究所;蓝色世界研究院;佛罗里达州鱼类与野生动物保护委员会、鱼类与野生动物研究所;和佐治亚州自然资源部。

这项工作得到了佛罗里达州车牌计划“保护野生海豚”和“保护佛罗里达鲸鱼”赠款的支持(由港口分部海洋学研究所基金会管理);林克基金会;约翰·H·普雷斯科特海洋哺乳动物救援援助补助金;布希花园海洋世界保护基金;发现佛罗里达海洋的车牌;以及布里瓦德县旅游和发展委员会。