氣候變化和人類活動對熱帶珊瑚礁和沿海地區造成的壓力與(yu) 日俱增。熱應力是其中的一個(ge) 因素，但來自船隻的防汙劑（主要來自船隻擱淺）也會(hui) 導致珊瑚礁受到嚴(yan) 重汙染。

有毒海洋塗料

防汙漆通常是通過噴漆的方式在船體(ti) （或其他海洋人工結構）上塗上專(zhuan) 門的塗層，以減緩甚至防止（亞(ya) ）水生生物的生長。這樣做的目的是提高船舶的性能並降低成本。防汙漆曆來含有大量有毒化合物，如tributyltin（禁用）和銅，對海洋生物有很大影響。被最小的生物（如浮遊生物）吃掉的油漆顆粒會(hui) 進入食物鏈，並在較大的物種（如魚類）中造成生物累積。

防汙劑對珊瑚礁的影響

在珊瑚礁中，人們(men) 發現防汙劑會(hui) 抑製珊瑚幼蟲的定居和存活，而這對珊瑚礁的恢複非常重要。無毒防汙劑替代品可能會(hui) 降低毒性，這對珊瑚幼蟲似乎確實如此[1]。不過，德國不來梅萊布尼茲(zi) 熱帶海洋研究中心的麗(li) 莎-羅普克（Lisa Roepke）關(guan) 注到Acropora millepora珊瑚幼蟲在接觸這些潛在無毒製劑時的行為(wei) 反應，如移動性、遊動活動。

如果珊瑚幼蟲的移動能力受到任何影響，那麽(me) 其他功能反應，如棲息地選擇、攝食、躲避捕食者、競爭(zheng) 和繁殖也會(hui) 受到威脅，會(hui) 降低珊瑚幼蟲的適應能力和存活率。因此，對行為(wei) 進行測量非常重要，使用可對行為(wei) 進行自動和定量測量的創新工具，可極大地補充生態毒理學研究。

Roepke對珊瑚幼蟲的實驗研究

基於(yu) 上述，Roepke的研究集中在三種不同的塗層對Acropora millepora珊瑚幼蟲的行為(wei) 影響分析[2]。每個(ge) 暴露組有32隻幼蟲，在暗箱中記錄25分鍾，同時使用諾達思的動物運動軌跡跟蹤係統(EthoVision XT)進行跟蹤分析。觀察珊瑚幼蟲在4 x 4厘米的三種不同塗層瓷磚上的活動行為(wei) ，三種塗層分別為(wei) ：(1) 抗粘塗層；(2) DCOIT塗層；(3) CeO2納米粒子塗層。

暗箱記錄裝置

實驗裝置

在實驗中拍攝了珊瑚幼蟲在三種塗層和未塗塗層（對照組）的瓷磚上自由移動的過程。實驗前，所有瓷磚都用新鮮的天然海水衝(chong) 洗，以避免表麵受到顆粒汙染。然後將內(nei) 徑為(wei) 15毫米的矽膠密封環放在瓷磚上，並注入新鮮的過濾天然海水，形成小“水池"，使瓷磚上的幼蟲保持在塗層上方（圖 1）。

圖1 攝像頭下的瓷磚設置。(A)瓷磚設置的實際圖像（此處是DCOIT） (B)包括珊瑚幼蟲(a) 矽膠密封環(b)瓷磚(c)。

每個(ge) 瓷磚上放置兩(liang) 個(ge) 矽膠密封環，每個(ge) 矽膠圈放置一隻13天大的幼蟲。四塊瓷磚，每種處理一塊，安排在同一時間由一台攝像機拍攝。每次拍攝包括兩(liang) 組4塊瓷磚（每種處理一塊瓷磚），每組由一台攝像機拍攝。這樣，每次拍攝共有兩(liang) 台攝像機和8塊瓷磚（每次測試 2塊瓷磚）（圖2）。通過進行八次拍攝，每次28分鍾，記錄每種處理的32隻幼蟲的活動軌跡。

圖2 拍攝裝置，包括兩(liang) 台攝像機(a)、燈條(b)、光源台(c)、瓷磚(d)、兩(liang) 組瓷磚設置(e)和暗箱(f)。4種瓷磚顏色在概念上分別代表4種測試類型（對照組、DCOIT、抗粘和CeO2納米粒子塗層）的瓷磚。

每段視頻的前兩(liang) 分鍾和後一分鍾都被剪切，以獲得時長為(wei) 25 分鍾的片段。這一過程消除了相機操作可能造成的影響，確保了視頻質量的穩定性，並讓幼蟲有幾分鍾的適應時間。使用諾達思的動物運動軌跡跟蹤係統(EthoVision XT)對拍攝到的珊瑚幼蟲活動進行追蹤。

結果

遊動速度

結果顯示，珊瑚幼蟲的遊動速度在不同塗層之間存在差異。珊瑚幼蟲在對照組瓷磚上的平均移動速度明顯快於(yu) 其他塗層瓷磚。其中，DCOIT塗層瓷磚上的幼蟲遊速又低於(yu) 抗粘劑塗層瓷磚和納米顆粒塗層瓷磚。

遊動活動

幼蟲活動（移動與(yu) 不動的時間）在不同塗層之間也有顯著差異，其模式與(yu) 遊動速度類似。對照組瓷磚上的幼蟲大部分時間都在移動，其移動速度明顯高於(yu) 抗粘塗層瓷磚、CeO2納米粒子塗層瓷磚和DCOIT塗層瓷磚。在塗有DCOIT的瓷磚上，幼蟲主要處於(yu) 靜止狀態。

Acropora millepora珊瑚幼蟲的遊動速度和遊動活動結果顯示，發現在接觸三種塗層的過程中，幼蟲的活動能力都大大降低，其中一種處理的平均遊泳速度比對照組降低了2倍。在DCOIT的組別中，活動和速度幾乎降為(wei) 零。

總結

本研究中測量的塗層最初被認為(wei) 是無毒的，因此不會(hui) 造成死亡或影響珊瑚幼體(ti) 的健康。然而，當這些塗層在自然海水中未經預處理就直接使用時，它們(men) 似乎確實會(hui) 影響與(yu) 生態相關(guan) 的參數。通過對 Acropora millepora珊瑚幼蟲的行為(wei) 生態毒理學研究結果表明，三種塗層會(hui) 顯著影響幼蟲的遊動速度和活動，隻是程度不同而已。DCOIT塗層對幼蟲影響最大，遊速和活動幾乎為(wei) 零。與(yu) 對照組相比，暴露於(yu) 抗粘塗層和CeO2納米粒子塗層瓷磚的幼蟲的遊泳速度和活動能力明顯降低。

研究者提出，塗層對幼蟲活動能力的影響有三種解釋：塗層塗在物品物理表麵的地形可能導致幼蟲移動速度更慢；防汙處理與(yu) 幼蟲發生了生物化學作用；塗層對幼蟲有潛在的毒性作用；或者這些作用的某些組合。在使用這些塗層之前，有必要進一步了解其對水生動物的影響。

參考文獻

l Roepke, Lisa K.; Brefeld, David; Soltmann, Ulrich; Randall, Carly J.; Negri, Andrew P.; Kunzmann, Andreas (2022). Antifouling coatings can reduce algal growth while preserving coral settlement. Sci. Reports 2022 121, 12 (1), 1–14

l Roepke, Lisa K.; Brefeld, David; Soltmann, Ulrich; Randall, Carly J.; Negri, Andrew P.; Kunzmann, Andreas (2022). Applying behavioral studies to the ecotoxicology of corals: A case study on Acropora millepora. Front. Mar. Sci., 9, 2458

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