Response of natural estuarine microphytobenthic biofilms to multiple anthropogenic stressors.
Environ Pollut · 2025 · 387:127285 · PMID 41110754 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 환경시료 · 식이
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기수 생태계는 여러 인위적 스트레스 요인에 노출되어 있으나, 이러한 복합적인 영향이 퇴적물 미생물 군집에 미치는 영향은 여전히 불충분하게 이해되고 있다. 미세조류-저서생물 바이오필름(MPB)은 일차 생산성과 퇴적물 안정화에 중요한 역할을 하며, 생태계 기능에 영향을 미치고 기수 먹이 그물을 지탱한다. 본 현장 연구에서는 온대 기수에서 글리포세이트와 이산화티타늄 나노입자($\text{TiO}_2 \text{ NP}$)가 MPB에 미치는 상호작용 효과를 조사하였다. 우리는 13일 동안 MPB 바이오매스(엽록소 $a$), 광합성 효율($\text{Fv/Fm}$), 세포외 고분자 물질(EPS), 그리고 퇴적물 안정성을 평가하였다. 글리포세이트는 MPB 바이오매스를 감소시켰으나, 광합성 기능에 미치는 영향은 일관성이 없었으며 $\text{Fv/Fm}$에서 감소와 일시적인 증가의 증거가 모두 관찰되었다. $\text{TiO}_2 \text{ NP}$는 MPB 바이오매스에 작은 양(+)의 영향을 주었으나, EPS나 퇴적물 안정성에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 두 스트레스 요인 간에 강한 상호작용은 관찰되지 않았다. 또한, 대형동물 군집과 퇴적물 침식 역치는 대체로 영향을 받지 않았다. 조석 간만의 차가 큰 기수에서 급성, 패치 규모의 순간 노출 하에서는 반응이 제한적이고 가변적이었으며, 상호작용 효과는 전반적으로 결론을 내리기 어려웠다. 본 연구 결과는 환경 변동성이 통제된 메소코즘 실험에서 관찰되지 않는 방식으로 스트레스 요인 영향을 완충하거나 증폭시킬 수 있는 현장 기반 연구의 중요성을 강조한다. 이러한 발견은 만성적이거나 공간적으로 광범위한 오염 시나리오로 외삽되어서는 안 된다.ORIGINAL ABSTRACT
Estuarine ecosystems are subject to multiple anthropogenic stressors, yet their combined effects on sediment microbial communities remain poorly understood. Microphytobenthic biofilms (MPB) play a critical role in primary production and sediment stabilisation, influencing ecosystem functions and underpinning estuarine food webs. In this field study, we examined the interactive effects of glyphosate and titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NP) on MPB in a temperate estuary. We assessed MPB biomass (chlorophyll a), photosynthetic efficiency (Fv/Fm), extracellular polymeric substances (EPS), and sediment stability over 13 days. Glyphosate reduced MPB biomass, but its effect on photosynthetic function was inconsistent, with evidence of both reductions and transient increases in Fv/Fm. TiO2 NP had a small positive effect on MPB biomass but did not significantly impact EPS or sediment stability. No strong interactions between the two stressors were observed. Additionally, macrofaunal communities and sediment erosion thresholds were largely unaffected. Under acute, patch-scale pulse exposure in a macrotidal estuary, responses were limited and variable, and interaction effects were generally inconclusive. Our findings highlight the importance of field-based studies in assessing multiple stressor impacts, where environment variability may buffer or amplify stressor effects in ways not observed in controlled mesocosm experiments. These findings should not be extrapolated to chronic or spatially extensive contamination scenarios.| 저자 | Rimmer, J. E. V.; Blight, A. J.; Chocholek, M.; Paterson, D. M. |
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| 저널 | Environmental pollution (Barking, Essex : 1987) |
| 권·호·쪽 | 387, 127285 |
| PMID | 41110754 |
| DOI | 10.1016/j.envpol.2025.127285 |
| MeSH | Biofilms; Estuaries; Geologic Sediments; Titanium; Water Pollutants, Chemical; Glycine; Glyphosate; Environmental Monitoring; Ecosystem; Biomass |