玛丽亚·加布里埃拉·洛博斯（María Gabriela Lobos）|霍埃尔·鲁伊斯（Jhoel Ruiz）|阿莉西亚·I·格雷罗（Alicia I. Guerrero）|玛丽特萨·塞普尔维达（Maritza Sepúlveda）|克里斯蒂安·基罗兹（Cristian Quiroz）|维森特·皮科（Vicente Picó）|马塞洛·维尔杜戈（Marcelo Verdugo）|克里斯·哈罗德（Chris Harrod）|埃尔南·雷耶斯（Hernán Reyes）|罗德里戈·普拉扎（Rodrigo Plaza）|塞尔吉奥·利略（Sergio Lillo）|卡门·巴里奥斯-古兹曼（Carmen Barrios-Guzmán）
智利瓦尔帕莱索大学（Universidad de Valparaíso）理学院化学与生物化学研究所，地址：Valparaíso, 2340000
摘要 汞（Hg）是一种有毒金属，它通过食物网进行生物放大，对生态系统和人类健康构成威胁。鳀鱼（Engraulis ringens ）是洪堡洋流系统中的关键饵料鱼，支撑着重要的渔业，并将能量传递给顶级捕食者。然而，这种鱼类在智利沿海地区的汞积累空间分布模式仍知之甚少。我们测量了在智利沿海18° – 39°S之间采集的179条成年鳀鱼体内的总汞（THg）含量，并利用广义加性模型评估了生物学（长度、质量、营养级）和环境（纬度、离岸距离）因素的影响。总汞含量范围为7.7至56 μg/kg干重（平均26 ± 9 μg/kg）。最终模型中，纬度和营养级解释了总汞浓度39.5%的变异。纬度是主要影响因素，而营养级的影响较小且不显著。在21 – 24°S和33 – 36°S附近检测到两个汞浓度较高的热点区域，这可能与工业排放和区域海洋学特征有关。这些结果表明，汞的变异性主要受空间环境因素控制，而非饮食因素。
引言 汞（Hg）是一种非必需的重金属，在全球对人类和动物健康构成最大威胁的物质清单中位列第三（有毒物质与疾病登记署，2022年）。在水生环境中，汞以无机形式（如汞离子Hg2+ ）和有机形式（如甲基汞CH3 Hg+ ）存在（Li和Tse，2015年；Rajkowska-Mysliwiec和Protasowicki，2023年；Ullrich等人，2001年）。水生生物容易吸收这些汞的形式，随后在食物网中发生生物积累和生物放大（Al-Sulaiti等人，2022年）。多项研究记录了汞对鱼类的毒性影响（Mora-Zamorano等人，2017年；Ren等人，2019a；Zheng等人，2019年），导致胚胎和幼体发育异常（Huang等人，2011年；Ren等人，2019b）、致畸作用（Mora-Zamorano等人，2016年，Mora-Zamorano等人，2017年）、肝毒性（Wang等人，2013年）以及神经系统损伤（Wang等人，2015年）。由于汞在食物链中逐级累积，即使在低环境浓度下，通过生物积累和生物放大作用也可能在某些环境或生态条件下达到有害水平，进而影响鱼类及食鱼野生动物和人类（Kumar等人，2024年）。
鱼类体内的汞浓度受内在因素影响，如体长、质量、年龄和营养级（Dang和Wang，2012年；Sinkus等人，2017年；Zheng等人，2019年；Al-Sulaiti等人，2022年）。研究表明，体型较大的个体（通过长度或质量衡量）通常具有更高的汞浓度（Dang和Wang，2012年；Joiris等人，2000年；Sinkus等人，2017年）。年龄越大，汞浓度也越高，表明鱼类会随着时间积累更多汞（Has-Schön等人，2015年）。物种的营养级（TP）也对汞含量有重要影响，顶级捕食者和处于较高营养级的物种通常具有更高的汞浓度（Joiris等人，2000年；Qu等人，2022年；Senn等人，2010年）。
鳀鱼（Engraulis ringens ）是一种广泛分布于南美洲西海岸的小型远洋饵料鱼，栖息范围从秘鲁北部（4°30′ S）延伸至智利南部（42°30′ S）（Serra，1983年）。它们主要生活在沿海水域，最远可延伸至离岸30海里的浅海区——这一区域得益于洪堡洋流系统的支持而具有高生物生产力（Cubillos，2001年；Silva等人，2016年）。智利的鳀鱼捕捞量每年超过74万吨（Sernapesca，2022年），在智利北部（18°21′ S至27° S），鳀鱼占围网渔船年捕获量的75 – 80%（Armas等人，2022年；Sernapesca，2022年），占智利总海洋鱼类捕捞量的35%以上（Sernapesca，2022年）。
除了经济价值外，鳀鱼在海洋食物网中还扮演着关键生态角色，既具有自下而上的影响，也具有自上而下的影响（Saraux等人，2019年）。它们是多种顶级捕食者的关键食物来源，包括海洋哺乳动物、海鸟和食鱼鱼类（Barros等人，2014年；Espinoza和Bertrand，2008年），主要以浮游动物为食，少量以浮游植物为食（Mutalipassi等人，2024年；Pizarro等人，2019年）。由于其巨大的生物量和在远洋食物网中的中介地位，鳀鱼能够将汞从较低营养级传递给较高营养级的捕食者（Al-Ansari等人，2017年）。与其他鱼类一样，鳀鱼也会生物积累汞，从而对其捕食者（包括人类）构成潜在风险，因为汞在较高营养级的消费者体内浓度更高（Coelho等人，2013年）。鉴于鳀鱼在海洋食物网中的核心作用及其对区域海鲜消费的贡献，其体内汞浓度的空间变化对生态系统功能和人类健康有直接影响（Okpala等人，2018年）。然而，除了一项关于秘鲁某地鳀鱼汞浓度的研究（Le Croizier等人，2022年）外，目前尚无研究探讨洪堡洋流系统中这一生态和经济重要物种的汞浓度纬度变化及其与不同汞来源的关系。鉴于E. ringens 在洪堡洋流系统中极高的生物量和能量传递作用，它是研究汞积累空间模式的理想模型，这些信息对于评估生态系统层面和人类暴露风险至关重要。
本研究旨在调查鳀鱼（Engraulis ringens ）体内的汞浓度（以总汞THg表示），并探讨其与内在因素（如体型、营养级）和外在因素（如纬度、离岸距离）之间的关联。据我们所知，这是首次评估这些变量与智利水域鳀鱼体内THg浓度关系的研究。鉴于关于智利海洋生态系统中THg浓度及其空间分布的数据有限，本研究为了解这一关键远洋物种的THg浓度提供了基础信息，有助于未来的生态风险评估和环境管理策略制定。
研究区域 样本采集工作是在智利渔业促进研究所（IFOP）管理的B/C Abate Molina号科学考察船上进行的，每次考察持续30 – 35天，时间位于2018年南半球秋季，覆盖了智利沿海18°25′ S至40°00′ S的连续纬度范围（图1）。
样本采集
共采集了179条成年鳀鱼，采集范围为18°25′ S – 70°49′ W和39°28′ S – 73°22′ W，使用长度为97米的中层拖网进行。
结果与讨论 在整个研究区域内共采集到179条性别不明的成年鳀鱼，其中北部区域（18° – 30° S）的样本来自13次捕捞，中部区域（30° – 41° S）的样本来自19次捕捞。鱼体的平均长度为12.7至16.9厘米，平均湿重为14.6 ± 1.2克。鳀鱼的δ13 C值介于−21.3至−15.9‰之间，平均值为−18.4 ± 1.1‰；δ15 N值...
结论 本研究揭示了影响洪堡洋流系统中关键饵料鱼汞含量的因素。通过整合空间和生物学变量，我们发现大规模环境梯度（尤其是纬度）是决定汞浓度的主要因素，而营养级的影响较小。重要的是，鳀鱼样本中的总汞浓度符合国家和国际安全标准。
作者贡献声明 玛丽亚·加布里埃拉·洛博斯（María Gabriela Lobos）： 撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，方法论设计，研究实施，资金申请，概念构思。霍埃尔·鲁伊斯（Jhoel Ruiz）： 初稿撰写，方法论设计，研究实施。阿莉西亚·I·格雷罗（Alicia I. Guerrero）： 撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，方法论设计，研究实施，数据分析，概念构思。玛丽特萨·塞普尔维达（Maritza Sepúlveda）： 撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，方法论设计，研究实施，概念构思。克里斯蒂安·基罗兹（Cristian Quiroz）：
资金支持 本研究由智利国家研究与发展机构（ANID）资助的项目Fondecyt Regular No. 1220962支持，项目名称为“沿纬度梯度分析海洋顶级捕食者体内的汞形态和同位素特征：以南美海狮（O. flavescens ）为模型评估污染影响和汞的生物放大效应”。
利益冲突声明 作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
CBG、AG和MS得到了ANID/ANILLOS/ATE220033项目的资助。CH还得到了智利政府科学、技术、知识与创新部（Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación）的“Milenio科学计划”以及Fondecyt项目（项目编号1151515和1191452）的资助。AG还获得了Fondecyt项目（项目编号1231058）的资助。AG还感谢ANID提供的“学术机构资助”（SIA）（项目编号85220075）。同时感谢IFOP的支持。
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