以下文章經The Conversation許可轉載，這是一個報道最新研究的線上出版物。
想象一下，你一直在吃東西，但卻在慢慢餓死。每天有數百種海洋哺乳動物、魚類、鳥類和海龜面臨這種風險，因為它們將塑膠碎片誤認為是食物。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們今天世界的發現和想法的有影響力的故事。
塑膠碎片遍佈世界各地的海洋。科學家估計，全球海洋中漂浮著超過五萬億塊塑膠碎片，重量超過二十五萬噸。這些塑膠碎片大部分來自陸地上的來源，最終流入海洋和海灣，這主要是由於糟糕的廢物管理。
塑膠不會生物降解，但在海中，大塊塑膠會分解成越來越小的碎片，動物很容易吞食。對於將塑膠誤認為食物的動物來說，沒有任何好處。它們可能會遭受營養不良、腸道堵塞或塑膠中或附著的化學物質造成的慢性中毒。
儘管這個問題普遍存在且非常嚴重，但科學家仍然沒有完全理解為什麼這麼多海洋動物首先會犯這個錯誤。人們普遍認為，但很少經過檢驗，海鳥吃塑膠碎片是因為它看起來像鳥類的天然獵物。然而，在我與我的合作者剛剛在《科學進展》雜誌上發表的一項研究中，我們提出了一個新的解釋：對於許多瀕危物種來說，海洋塑膠碎片還會產生一種氣味，鳥類會將這種氣味與食物聯絡起來。
對硫磺的嗅覺
受影響最嚴重的動物可能是管鼻海鳥，這是一個包括信天翁、鸌和海燕的類群。這些鳥類是遠洋性的：它們經常在海上停留數年，在數百或數千平方公里的開闊海域尋找食物，僅在繁殖和撫養幼崽時才登陸。許多物種也面臨滅絕的風險。根據國際自然保護聯盟的資料，大約120種管鼻海鳥中，近一半處於受威脅、瀕危或極度瀕危狀態。
儘管海里有很多魚，但可靠地含有食物的區域非常分散。換句話說，管鼻海鳥在覓食時就像在“大海撈針”。它們可能在尋找魚、魷魚、磷蝦或其他食物，塑膠碎片可能在視覺上類似於這些獵物。但我們認為這隻講述了一個更復雜故事的一部分。
先驅性研究表明，早在 1970 年代初期，小托馬斯·格魯布博士就表明，管鼻海鳥利用其強大的嗅覺來有效地尋找食物，即使在濃霧遮蔽視線時也是如此。二十年後，加布裡埃爾·內維特博士及其同事發現，某些種類的管鼻海鳥會被二甲基硫（DMS）這種天然香味硫化合物所吸引。DMS來自海洋藻類，藻類在其細胞內產生一種相關的化學物質，稱為 DMSP。當這些細胞受損時——例如，當藻類死亡時，或者當像磷蝦這樣的海洋食草動物吃掉它時——DMSP 分解，產生 DMS。DMS 的氣味會提醒海鳥附近有食物——不是藻類，而是正在消耗藻類的磷蝦。
內維特博士和我想知道，這些海鳥是否因為海洋塑膠碎片的氣味而被欺騙，從而吞食了它們。為了驗證這個想法，我的合作者和我建立了一個數據庫，收集了過去 50 年來我們能找到的每一項記錄管鼻海鳥攝入塑膠的研究。該資料庫包含了來自超過 70 個物種的 20,000 多隻鳥類的資訊。它表明，以 DMS 作為覓食線索的鳥類物種，其攝入塑膠的頻率幾乎是不受 DMS 氣味吸引的覓食物種的六倍。
為了進一步驗證我們的理論，我們需要分析海洋塑膠碎片的氣味。為此，我取了三種最常見的漂浮塑膠珠——聚丙烯和低密度聚乙烯和高密度聚乙烯——並將它們縫在定製的網袋中，我們將網袋系在加利福尼亞州中部海岸附近的兩個浮標上。我們假設藻類會在海上覆蓋塑膠，這個過程被稱為生物汙損，併產生 DMS。
在塑膠在海中浸泡約一個月後，我將其取出並帶到一個通常不是海洋科學家停留的實驗室：加州大學戴維斯分校的羅伯特·蒙達維食品與葡萄酒科學研究所。在那裡，我們使用了一臺專門用於檢測葡萄酒、啤酒和其他食品中硫磺氣味的氣相色譜儀，來測量我們實驗性海洋垃圾的化學特徵。硫化合物具有非常獨特的氣味；對人類來說，它們聞起來像臭雞蛋或海灘上腐爛的海藻，但對某些種類的海鳥來說，DMS 聞起來很美味！
果然，我們收集的每個塑膠樣品都覆蓋著藻類，並且含有大量的 DMS。我們發現 DMS 的含量高於環境中正常的背景濃度，並且遠高於管鼻海鳥可以檢測到並用來尋找食物的水平。這些結果首次提供了證據，表明除了看起來像食物之外，塑膠碎片也可能使透過氣味狩獵的海鳥感到困惑。
當垃圾變成誘餌
我們的發現具有重要的意義。首先，它們表明塑膠碎片對海洋生物的威脅可能比我們之前認為的更隱蔽。如果塑膠看起來和聞起來都像食物，那麼它比僅僅看起來像食物更可能被誤認為是獵物。
其次，我們透過資料分析發現，小型、隱秘的洞穴築巢海鳥，如燕鸌、海燕和鸌，比它們更具魅力的地表築巢親戚（如信天翁）更有可能將塑膠誤認為食物。這種差異很重要，因為難以觀察的洞穴築巢海鳥的種群比地表築巢物種更難計數，因此它們通常不會受到如此密切的調查。因此，我們建議加強對這些可能面臨更大塑膠攝入風險的不太有魅力的物種的監測。
最後，我們的結果更深入地理解了為什麼某些海洋生物不可避免地陷入將塑膠誤認為食物的境地。我們在鳥類中發現的模式也應該在其他物種群中進行調查，如魚類或海龜。減少海洋塑膠汙染是一個長期、大規模的挑戰，但弄清楚為什麼某些物種繼續將塑膠誤認為食物是找到保護它們的方法的第一步。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。