近日，资源环境学院生态学系、广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心、农业农村部热带农业环境重点实验室、岭南现代农业科学与技术广东省实验室章家恩教授团队在环境科学与生态学领域著名期刊Water Research（中科院一区top，五年影响因子12.9）在线发表题为“Ingestion and digestion by the freshwater snail Pomacea canaliculata drive microplastic surface transformations and virus-mediated plastisphere functional shifts”的研究论文。
已有的研究大多关注微塑料对生物的毒性危害影响，而有关生物活动是否反过来会改变微塑料的环境行为并加剧其毒性风险的研究甚少。本研究选取在我国稻田及水生生态系统中广泛入侵的外来有害生物福寿螺为对象，研究福寿螺取食微塑料后对其环境归趋和生态风险的影响。
研究表明，福寿螺能够主动或被动地摄取水体环境中的聚苯乙烯（PS）和发泡聚苯乙烯（EPS）微塑料，并经约48小时的消化后排出体外，且存在雌雄性别的差异效应。福寿螺对微塑料的“取食（Ingestion）-消化（Digestion）-排泄（Egestion）”行为促进了微塑料的物理破碎（Fragmentation）（特别是EPS）、表面刮擦（Abrasion）和表面氧化（Oxidation）作用，进而加速微塑料的老化与降解过程（Aging and Degradation），使之形成更小的塑料颗粒，最终改变其形态及表面的物理-化学-生物学特性与功能。通过宏基因组学分析发现，福寿螺的消化作用改变了附着在微塑料上的微生物群落，即塑料际（Plastisphere）的结构与功能，特别是显著导致了塑料际病毒群落的变化，这种改变成为驱动“塑料际”环境行为及生态功能变化的关键因素。
进一步研究发现，塑料际中不同类型的病毒会产生不同的生态功能，表现为温和型病毒倾向于将其基因整合到宿主基因组中，且携带更多的抗生素抗性基因，进而增加人类健康风险；烈性病毒则通过裂解宿主进行复制，这种过程不仅抑制了潜在的塑料降解菌，而且还能减少抗生素抗性基因的扩散风险。尽管塑料际总体抗性基因的数量有所下降，但经过福寿螺消化后的EPS塑料际中的人类健康风险指数却有所上升。
同时，本研究还发现，福寿螺对微塑料的取食与消化而导致的关键功能微生物菌群及基因的改变，也会重塑塑料际中的元素循环转化特征，即有可能减少温室气体甲烷的产生与排放潜力，却增加氧化亚氮的释放潜力，进而对全球增温潜势造成影响。
本研究综合结果表明，福寿螺对微塑料的摄食、消化及排泄导致塑料际微生物群落结构的变化，特别是病毒群落结构和功能的变异，将改变微塑料的生态环境问题、食物链及人类健康风险，尤其是在福寿螺入侵密度高且EPS污染严重的地区，这种快速入侵物种可能充当“过程驱动者”和 “风险放大器”，导致产生更小、更容易被生物吸收、并且可能带来更高人类健康风险的微塑料碎片。该研究不仅从新的视角解释了动物介导的微塑料环境转化机制与归趋行为变化，还首次揭示了病毒在调控微塑料生态风险中的重要作用。
上述论文第一作者为学校2022级生态学专业博士生石兆基，章家恩教授为论文的通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（32471637、31870525和41871034）、广东省重点领域研发计划（2021B0202030002）、广东省科技计划项目（2019B030301007）以及农业农村部农业外来入侵生物重点调查监测项目（h20240742）等项目的资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124926
文图/资源环境学院
