城市灯光污染正破坏鲨鱼四亿年生物钟规律

根据一项最新的研究显示，来自主要沿海城市的人造光可能会扰乱鲨鱼的夜间生物习性。该研究首次测量了野生鲨鱼体内的褪黑素水平——这是一种与生物节律息息相关的激素。

这项发表在《全环境科学》期刊上的研究发现，与生活在黑暗、欠发达环境中的鲨鱼相比，栖息在大型城市附近明亮沿海水域的鲨鱼，其夜间褪黑素水平发生了改变。这一发现揭示了夜间人造光这种常被忽视的污染形式，能够影响海洋捕食者，并可能对海洋生态系统产生更广泛的影响。

夜间人造光是城市化带来的最普遍的环境影响之一。尽管先前的研究表明，夜间人造光会抑制硬骨鱼类的褪黑素分泌，但在此时之前，其对鲨鱼和其他板鳃类动物的影响尚未得到考察。

为了填补这一空白，迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院鲨鱼研究与保护项目的研究人员，在佛罗里达州迈阿密海域进行了夜间实地考察。迈阿密是美国光照最强烈的沿海大都市地区之一，研究人员将在此处采集的鲨鱼样本与附近较暗沿海区域的个体进行了对比。

该团队研究了两种具有截然不同活动模式的鲨鱼物种：护士鲨和黑鳍鲨。护士鲨的移动性相对较弱，倾向于长期停留在同一区域；而黑鳍鲨则具有高度的移动性，经常在广阔的沿海区域之间穿梭。

研究结果显示了一种明显的物种特异性反应。暴露于较高水平夜间人造光下的护士鲨，其褪黑素浓度显著低于在较暗环境中采样的护士鲨。相比之下，黑鳍鲨体内的褪黑素水平在明亮区域和较暗区域之间并没有显著差异。

褪黑素在调节日常生物节律方面发挥着重要作用，并且与许多动物的整体健康和生理功能息息相关。这种激素的紊乱已证实与人类及陆地野生动物的睡眠和代谢障碍有关，但其在鲨鱼体内的作用此前在很大程度上仍未被探索。

“第一批鲨鱼早在4亿多年前就开始在地球的海洋中漫游。这项研究表明鲨鱼的反应可能与人类相似，这强调了这一生理过程的根本重要性，因为它在进化的长河中被高度保留了下来，”该研究的合著者丹妮尔·麦克唐纳说道。她是罗森斯蒂尔学院海洋生物学与生态学系的教授，也是格拉塞尔家族海洋生物医学中心的主任。

麦克唐纳指出：“这也加强了医生们对于LED照明、屏幕和城市光污染作为疾病及慢性病诱因的担忧。”“此外，研究人员现在可能会关注鲨鱼褪黑素生理学的其他方面，以探索其褪黑素受体是否存在差异，这可能会为褪黑素相关疾病的新疗法或药物开发靶点提供信息。”

这项研究代表了有史以来首次对鲨鱼血液褪黑素水平的评估，建立了护士鲨和黑鳍鲨的基准数值。这些基准数据为未来的监测工作，以及比较不同鲨鱼物种如何应对日益增加的沿海开发，提供了至关重要的基础。

研究人员进行了为期约一年的研究，使用旨在最大限度减少应激反应的短时研究延绳钓在夜间捕获鲨鱼。血液样本被立即采集并分析褪黑素水平。

团队还测量了光照强度、水深和温度等环境变量，从而能够将城市光照暴露与生理变化直接联系起来。夜间采样过程使用了低影响的红色照明，以避免干扰鲨鱼的自然光感知。