最近、ホッキョクグマが流氷に必死に手を伸ばす話や、世界規模のサンゴの白化現象などのニュースがますます一般的になっています。気候変動に伴い、激しい熱波、強力なハリケーン、深刻な干ばつなど、異常気象の頻度が明らかに増加しています。
これらの影響は地表だけでなく海底にも現れ、さまざまな海洋生態系に悪影響を及ぼしています。たとえば、地球温暖化の悪の双子として知られる海洋酸性化 (OA) は、海洋環境に対する新たな脅威の 1 つです (Feely et al., 2004)。
水が大気中の二酸化炭素の 30% を吸収する (地球は約 20% しか吸収しない) ことによって引き起こされる OA は、真剣に検討する必要があります。専門家は、今世紀末までに海水の pH が 0.3 ～ 0.4 単位低下すると予測しており、海洋の平均 pH は 2300 年までに 0.8 単位低下すると結論付けています。
とても小さいように見えるのに、なぜこの数字を気にする必要があるのでしょうか?強調すべき点は、pH は対数目盛であるため、pH 単位が 1 異なると水素イオン濃度が 10 倍になることを意味するため、pH 変化の 1 単位だけが海洋生物に壊滅的な結果をもたらす可能性があることです (図 2)。
OA は、石灰化率の低下だけでなく、生殖、生理学、成長率、および行動の変化を通じて、殻形成生物の適応度に直接影響を与えることに注意してください。したがって、OA などの環境ストレスに対処するための海洋生物の適応メカニズムを理解することは非常に重要です。一方、pH の低下は、ナノマテリアルの物理化学的特性を変化させる可能性があり、サイズと形状が植物プランクトンにわずかに類似する集合体につながる可能性があります。この現象は、ムール貝などのフィーダーを濾過する上で危険です。二酸化チタンナノ粒子 (nano-TiO2 ）は、日焼け止めなどの工業製品で最も広く使用されている金属酸化物ナノ粒子の 1 つであり、海洋酸性化に関連する低 pH 条件と毒性の影響との相互作用をさらに明確にするための好ましい選択でした。
これらの発見はナノTiO2を示唆した (2.5、10 mg L) および低 pH (pH 7.3) は、厚い貝殻 Mytilus coruscus に酸化ストレスを誘発しました そして、インタラクティブで持ち越し効果のあるもの。つまり、ナノTiO2の相乗効果 Ｍの生化学的パラメータで低いｐＨを有する。コルスカス 暴露期間中に観察できるだけでなく、回復期間中にも検出され続けることができます。注目すべきは、組織固有の反応です。ムール貝の消化腺は、酸化ストレスを回避することができました。実験結果のこの側面は、一部の抗酸化酵素活性の増加を示しました。逆に鰓は酸化ストレスに敏感なようで、高濃度のナノTiO2に起因する損傷を受ける可能性があります。 低pH条件下での溶解速度の低下による暴露。さらに、体液も標的臓器です。私たちの以前の研究は、ムール貝の血球が複合ナノ TiO2 にさらされたときの抑制的な免疫応答の最初の証拠を表しています。 および低 pH (Huang et al., 2016)。
この研究の第 2 部では、ナノ TiO2 を含まない通常の pH (pH 8.1) での短期間の回復期間が続きます。 、Mの両方の組織。コルスカス 損傷した抗酸化システムを完全に回復するには不十分でした。つまり、ムール貝は効果的に適応できませんでした。個々の成長の観点から、他の先行研究では、M.の生理機能が発見されました。コルスカス nano-TiO2 の組み合わせにより、より深刻に損なわれました 負の呼吸速度、アンモニア排泄速度、O:N 比、成長範囲 (SFG) 値と強く相関する低 pH (Hu et al., 2017)。すべての調査結果を考慮して、ナノ TiO2 を確認できました。 曝露は M に悪影響を及ぼします。コルスカス 、特に海水の酸性化が存在する場合、ムール貝の健康に深刻な影響を与えます (図 3)。
この作業は現実的な環境曝露条件を反映していない可能性がありますが、この研究の結果は、ナノ TiO2 の亜致死的な悪影響の証拠を提供できます。 沿岸海洋生態系エンジニアの低pH。 nano-TiO2の相乗効果 ムール貝の低 pH は、追加の環境ストレッサーが存在する場合、ナノ粒子が海洋無脊椎動物の適応度にさらに深刻な影響を与える可能性があることを示唆しています。
これらの調査結果は、ジャーナル Marine Environmental Research に最近掲載された、厚い殻のムール貝 Mytilus coruscus における海水の酸性化の下で、二酸化チタン ナノ粒子によって誘発される酸化ストレスが増加するというタイトルの記事に記載されています。 この作業は、上海海洋大学のXizhi Huang、 Zekang Liu、 Zhe Xie、 Fangli Wu、 Hui Kong、 Liping Liu、 Yanming Sui、 Weiqun Lu、 Menghong Hu、および Youji Wang（上海海洋大学）、 Sam Dupont（ヨーテボリ大学）、 Wei Huang によって実施されました。第 2 海洋研究所国家海洋管理局から、そして 浙江大学から Daohui Lin.
参考文献:
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