城市光污染如何扰乱野生护士鲨的夜晚生理节奏？

根据新的研究，来自主要沿海城市的人造光可以干扰鲨鱼的夜间生物行为，这项研究首次测量了野生鲨鱼体内与生物节律相关的激素——褪黑激素的水平。

这项研究，发表在 《全球环境科学》上，发现生活在大型城市附近明亮沿海水域的鲨鱼，其夜间褪黑激素水平与生活在较暗、开发程度较低环境中的鲨鱼相比有所不同。研究结果表明，夜间的人造光，这种常常被忽视的污染，可以影响海洋捕食者，并可能对海洋生态系统造成更深远的影响。

夜间人造光（ALAN）是城市化带来的最普遍的环境影响之一。虽然之前的研究显示，ALAN可以抑制硬骨鱼类的褪黑激素水平，但对鲨鱼和其他软骨鱼类的影响直到现在才没有被研究过。

为了解决这一问题，迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、气象与地球科学学院的鲨鱼研究与保护项目的研究人员在佛罗里达州迈阿密进行夜间实地工作——这是美国最明亮的沿海大都市地区之一——并将城市水域中采集的鲨鱼与附近较暗沿海地区的个体进行了比较。

研究小组研究了两种具有不同运动模式的鲨鱼：护士鲨，它们相对不活跃，倾向于在同一地区停留较长时间；以及黑鳍鲨，它们高度活跃，通常在广阔的沿海区域活动。

结果显示出不同物种的明显反应。暴露于夜间较高人工光照水平的护士鲨，其褪黑激素浓度显著低于在较暗环境中采集的护士鲨。而黑鳍鲨在明亮和较暗区域的褪黑激素水平没有差异。

“这些发现表明，夜间暴露于人造光下会抑制野生鲨鱼的褪黑激素水平，但易感性取决于行为，”研究的主要作者阿比盖尔·蒂纳里说，她在罗森斯蒂尔学院为她的硕士论文进行了这项研究。

“在光污染区域常年栖息的物种似乎比那些在光亮和黑暗栖息地之间定期迁徙的物种更容易受到影响。”

褪黑激素在调节日常生物节律中发挥着重要作用，并与许多动物的整体健康和生理功能密切相关。对这种激素的干扰与人类及陆地野生动物的睡眠和代谢紊乱有关，但它在鲨鱼中的作用仍然大多未被研究。

“第一批鲨鱼在超过4亿年前开始游荡于地球的海洋中。这项研究表明，鲨鱼可能会像人类一样作出反应，这强调了这一过程的基本重要性，因为它在进化过程中高度保守，”研究的共同作者、海洋生物学与生态学系教授以及罗森蒂尔学院玻塞尔家庭海洋生物医学中心主任丹妮尔·麦克唐纳（Danielle McDonald）说。

“这也让医生更加担心LED照明、屏幕和城市光污染作为疾病和慢性病诱因，”麦克唐纳说。“此外，研究人员现在可能会研究鲨鱼褪黑激素生理的其他方面，以探索它们的褪黑激素受体是否存在差异，这可能为褪黑激素相关疾病的新疗法或药物开发目标提供信息。”

这项研究是首次评估鲨鱼血液中褪黑激素水平的研究，为护士鲨和黑鳍鲨这两种鲨鱼建立了基线值。这些基线数据为未来的监测提供了重要基础，也便于比较不同鲨鱼物种如何应对日益增加的沿海开发。

研究人员在大约一年的时间里进行了一项研究，使用短时研究鼓线在夜间捕捉鲨鱼，以减少对鲨鱼的压力。血样立即被收集并分析其褪黑激素水平。研究小组还测量了环境变量，如光强、水深和温度，使研究小组能够直接将城市光照暴露与生理变化联系起来。夜间采样时使用低影响的红光，以避免干扰鲨鱼的自然光感知。

“鲨鱼在维持平衡的海洋生态系统中发挥着关键作用，顶级捕食者的生理变化可能会对整个食物网产生连锁反应，”研究的高级作者尼尔·哈默施拉格补充道，他在罗森斯蒂尔学院参与了这项研究。“我们的发现突显了光污染是一个重要的环境压力源，值得与栖息地丧失和化学污染等更为人知的威胁一起重视。”

更多信息： Abigail M. Tinari 等，夜间鲨鱼在城市光照下的暴露：在夜间人工光照下，两种鲨鱼的褪黑激素浓度差异， 科学总环境 (2026)。 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2026.181446