聚苯乙烯泡沫在海水养殖中被用作浮力材料，是海洋塑料垃圾的常见成分。尽管塑料污染物在海洋环境中广泛分布，但人们对它们在海洋中的命运以及在海洋中产生微塑料的过程知之甚少。

近日，我所邵宗泽研究员团队研究报道，海洋环境中广泛分布的底栖生物围沙蚕（俗称红虫，常做鱼饵）啃食海洋塑料垃圾，其肠道微生物存在塑料降解菌并助其消化塑料。研究结果已在Nature系列期刊Communications Earth & Environment《通讯·地球&环境》（中科院一区地学TOP期刊，IF=7.9）上发表，题为“Polystyrene-degrading bacteria in the gut microbiome of marine benthic polychaetes support enhanced digestion of plastic fragments”。 

该篇论文已在线发表，全文链接： https://doi.org/10.1038/s43247-024-01318-6。

该团队发现，近海大块发泡聚苯乙烯（EPS）会被海洋底栖无脊椎动物围沙蚕(Perinereis vancaurica)啃食、钻洞并长期定居其中（图1）。考虑到沙蚕在海洋环境中的普遍存在及其与EPS的密切关系，这一生物过程非常值得关注。研究发现，聚苯乙烯塑料在经过沙蚕肠道过程中被消化和部分降解，同时伴随微塑料在肠道内形成，平均直径为0.6±0.2 mm，并排到海洋环境。沙蚕肠道微生物16S rRNA基因序列分析表明，肠道优势菌不动杆菌(Acinetobacter)和鲁杰氏菌(Ruegeria)与 EPS 消化密切相关。进一步通过肠道微生物分离与塑料降解能力与降解产物分析，结果表明，多种分离菌株可以降解PS塑料，其中Acinetobacter johnsonii M1-3, Brevibacterium casei R3-1D和 Ruegeria arenilitoris M3-42在PS表面形成生物膜并致使塑料破损，聚苯乙烯发生了化学结构变化、解聚、分子量变小并产生代谢中间体（图2）。

图1 聚苯乙烯被围沙蚕摄入并破碎成微塑料

图2 菌株R3-1D、M1-3和M3-42降解PS的代谢中间体分析

该研究首次报道了围沙蚕塑料咀嚼行为与肠道微生物的关系，以塑料为食改变了肠道微生物菌群结构，富集了聚苯乙烯降解菌。塑料降解菌一方面促进了沙蚕对EPS的消化利用，另一方面也加速了更小微塑料形成，这可能会加速微纳塑料向海洋环境中释放。该研究扩展了对栖息在漂浮塑料垃圾上的海洋底栖生物对塑料环境归宿影响的认识，其自身行为及肠道微生物降解作用对海洋塑料碎片化与降解有重要影响，值得进一步关注。

论文第一作者：赵素芳，为我所与哈尔滨工业大学联合培养博士研究生（二年级）。通讯作者：邵宗泽研究员。海洋三所为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金项目(No. 91851203和42030412)、大洋协会项目(DY-XZ-04、DY135-B2-01)、厦门海洋经济创新发展示范项目(16PZP001SF16)等项目的经费支持。