企鹅化身海洋侦探，全靠这款污染物检测脚环
在阿根廷巴塔哥尼亚海岸，麦哲伦企鹅整日在卵石滩上蹒跚行走，再潜入大西洋捕食鳀鱼与沙丁鱼，随后返回喧闹拥挤的栖息地。不过，其中数十只企鹅化已化身“海洋侦探”——它们脚踝上佩戴着柔软的硅胶环，能够吸附“永久化学物质”的痕迹。这类有毒工业化合物可在环境中存留数十年，对人类和野生动物造成危害。
繁殖季期间，阿根廷南部丘布特省海岸的麦哲伦企鹅种群数量最多可达64万对。图片来源：加州大学戴维斯分校
这些无意间充当毒理研究员的企鹅，已在追踪全氟和多氟烷基物质（PFAS，即“永久化学物质”）方面展现出应用潜力。这类化合物被广泛应用于防水衣物、食品包装等各类产品，具备耐热、耐水且难以降解的特性。近日发表于《地球：环境可持续性》的一项试点研究显示，在麦哲伦企鹅游泳与筑巢的区域，91%的脚环上都检测出至少一种工业污染物。
并未参与此项研究的阿根廷巴塔哥尼亚国立大学的生物学家Esteban Frere表示，这项新研究是探究这一持久存在却研究不足的生态问题的第一步。“针对巴塔哥尼亚地区PFAS存在情况的研究寥寥无几，而我们对这类物质危害企鹅健康的负面影响更是知之甚少。”
“想要了解这些动物生存的海洋环境，没有比让它们亲自‘讲述’更好的办法了。”研究合著者、美国加州大学戴维斯分校的兽医Marcela Uhart说，这些企鹅“如今已是我们的精英海洋侦探小队”。
为尽早发现环境危害，科学家利用“动物哨兵”来实现这一目标，其健康状况、行为表现与化学物质暴露情况可充当生物预警系统。截至目前，仅有狗、鹰、马等少数几种动物被用于监测PFAS。
Uhart团队选择企鹅作为研究对象，是因为企鹅会频繁穿梭于人类难以采样的偏远海洋环境。同时，由于这类污染物易在动物组织中富集，企鹅也极易受到PFAS侵害。作为海洋顶级捕食者，企鹅会捕食多种体内已富含污染物的鱼类，导致有毒化合物在其体内快速累积。
但Uhart指出，以往监测企鹅体内的PFAS通常需要采集其血液、拔取羽毛或从偏远繁殖地采集粪便样本。这不仅会给动物造成应激反应，而且“血液样本只能反映企鹅的摄食与代谢情况，无法体现它在环境中接触到的物质”。
为获取更优质的样本，同时采用更人道的检测手段，Uhart团队为企鹅佩戴了宽松柔软的硅胶脚环。硅胶材质具有被动吸附作用，能够吸附周围环境中存在的化学物质，从而记录企鹅日常活动中接触到的污染物。“这是一项实用、易操作且成本低廉的成熟技术。”Uhart说。
2022至2024年的3个繁殖季内，研究团队在阿根廷巴塔哥尼亚海岸的两处企鹅栖息地，为55只麦哲伦企鹅佩戴了脚环。这些装置会在企鹅身上佩戴2至9天，随后由研究人员回收并进行实验室分析，共检测了40种不同的PFAS化合物。
研究结果表明，多数企鹅都接触过此类污染物。科学家在约91%的脚环样本检出PFAS，共识别出9种不同化合物，其中既包括2000年前使用的高毒性传统PFAS，也包含新型替代化学品。这类替代物虽不易在组织中富集，却依旧持久性极强，且目前仍被广泛使用。不同栖息地、季节及脚环佩戴时长的企鹅，污染物暴露情况也存在差异，表明海洋中PFAS含量会随空间与时间发生变化。
企鹅格外适合这项监测工作，因为它们会在广阔海域觅食，但总会返回固定繁殖地，便于监测设备的投放与回收。Uhart及其团队还计划扩大监测网络，为其他物种佩戴采样装置，下一个目标便是鸬鹚——这种鸟类可下潜至海面50米以下，深度超过企鹅。
不过Uhart强调，此次企鹅研究仅为试点，样本数量较少，研究周期也较短。但Frere认为，该技术成本低廉，可在更大规模企鹅种群与及更多区域推广应用。
相关论文信息：https://doi.org/10.53941/eesus.2026.100009
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