微生境中的光照条件驱动了光合共生海葵（Anemonia sulcata）体内金属负荷的季节性变化

《Marine Pollution Bulletin》：Microhabitat light regime drives a seasonal reversal of metal burdens in the photosymbiotic sea anemone Anemonia sulcata

　　恩里克·洛萨诺-比尔巴奥（Enrique Lozano-Bilbao）|英迪拉·德尔加多-苏亚雷斯（Indira Delgado-Suárez）|阿图罗·哈迪松（Arturo Hardisson）|戴洛斯·冈萨雷斯-韦勒（Dailos González-Weller）|卡门·鲁比奥（Carmen Rubio）|索拉亚·帕斯（Soraya Paz）|安赫尔·J·古铁雷斯（ángel J. Gutiérrez）

拉拉古纳大学（Universidad de La Laguna, ULL），食品与环境毒理学跨大学研究小组，医学院，奥夫拉校区（Campus de Ofra），圣克里斯托瓦尔-德拉拉古纳（San Cristóbal de La Laguna），38071，西班牙圣克鲁斯-德特内里费岛（Santa Cruz de Tenerife）

**摘要**
潮间带生物指示物中的痕量金属积累会受到微观生态条件的强烈影响，但微生境光照制度在光合共生物种中的作用仍知之甚少。本研究使用完全交叉设计，测量了特内里费岛和格兰卡纳里亚岛上的海葵Anemonia sulcata中的Al、Fe、Zn、Cu、Cd和Pb含量，考虑了岛屿、微生境光照制度（光照 vs 暗处）和季节（夏季 vs 冬季）等因素。不同光照制度下的金属含量存在显著差异，但这种差异的强度和方向随季节变化而变化。冬季，来自暗处微生境的个体中所有分析金属的浓度均较高；而在夏季，这种差异较弱，且仅限于部分元素。多元分析和混合水平分析表明，光照 × 季节交互作用解释了数据集的主要结构，而岛屿对总体变异的贡献相对较小。这些结果表明，微生境光照制度是影响Anemonia sulcata中金属负荷的重要生态调节因素，且其效应具有季节性变化。因此，同时考虑微生境和季节因素可能有助于更好地解读潮间带光合共生生物的生物监测数据。

**1. 引言**
痕量金属在沿海生态系统中一直是一个持续存在的问题，因为它们的分布反映了人为输入和自然过程（如沉积物再悬浮、矿物尘埃沉积以及季节性颗粒通量）（Bánfalvi, 2011; Castro-González 和 Méndez-Armenta, 2008; John 和 Leventhal, 1995; Ungureanu 和 Mustatea, 2022）。在岩石潮间带环境中，这些输入与极端的物理化学变异性相结合，导致暴露状态在溶解态和颗粒态之间交替变化，同时与细小沉积物、生物膜和颗粒有机物的接触在相邻微生境间也存在显著差异（Baharuddin 等, 2018; Dias 等, 2016; Le Hir 等, 2000; Pinn 和 Rodgers, 2005）。因此，底栖生物体内的金属积累不仅在不同地点之间存在差异，在生态功能不同的相邻微生境间也存在差异（Bryan 和 Darracott, 1979; Delgado-Suárez 等, 2026; Garai 等, 2021; Shahsavani 等, 2017; Tsui 等, 2009）。因此，固着底栖生物指示物特别有价值，因为它们能够整合长时间内的暴露情况，并揭示瞬时水样采集常忽略的环境信号，同时也面临将环境信号与生物体自身的生态变异性及微生境效应区分开来的挑战（Chiarelli 和 Roccheri, 2014; Delgado-Suárez 等, 2025; Markert 等, 2003）。

海葵Anemonia sulcata是研究这些相互作用的有用模型。它广泛分布于潮间带，具有固着性，并寄居着有助于其新陈代谢的共生甲藻。在这些生物中，痕量金属负荷可能受到溶解吸收、营养摄取、颗粒捕获以及宿主-共生体生理动态的共同影响（Lozano-Bilbao 等, 2024a; Palladino 等, 2022; Roberts 等, 1999; Utrilla 等, 2019）。在光合共生生物中，金属吸收可能受到代谢需求变化和宿主与共生体之间分配变化的影响，以及主要吸收途径的变化（从溶解吸收到通过猎物或摄入的颗粒）。此外，在潮间带，光照可用性不仅调节共生体的表现，还定义了具有不同生态条件的微生境（Cheloni 和 Slaveykova, 2018; R?decker 等, 2023; Versola 等, 2025; Yruela, 2013）。阴暗或光线不足的环境通常与光合作用效率降低相关，可能更依赖异养作用；而光照充足的微生境则可能有利于共生体的更高贡献。这些差异进而可能导致金属暴露途径和保留效率的变化，并可能与资源、颗粒和海岸动态的季节性变化相互作用，从而产生全年都不线性或恒定的积累模式（DaMatta, 2004; Sales 等, 2023; Valladares 等, 2016; Zhen 等, 2022）。

尽管关于沿海生物指示物中金属生物积累的研究很多，但大多数研究要么关注空间污染梯度，要么孤立地研究季节性变化。很少有研究考虑微生境光照制度等微观生态因素可能与季节相互作用，从而改变光合共生物种中的金属负荷（Millward 等, 2001; Siddik 和 Satheesh, 2021）。虽然这些研究提高了对大尺度模式的理解，但它们很少考虑生态驱动因素（如光照介导的光合共生物种营养平衡变化）如何影响暴露途径和内部元素处理。因此，光照如何调节金属吸收、这些效应是否在不同季节具有一致性，以及哪些元素对这些相互作用最敏感，这些问题仍未得到解答。这种不确定性对生物监测具有重要意义，因为微生境光照或采样时间的不可控差异可能会影响空间或时间上的比较（Amoozadeh 等, 2014; Lozano-Bilbao 等, 2023; Storelli 和 Marcotrigiano, 2005; Vaezzadeh 等, 2021）。为了解决这一差距，我们使用完全交叉设计，测量了来自两个加那利群岛的Anemonia sulcata中的Al、Fe、Zn、Cu、Cd和Pb含量，考虑了岛屿、微生境光照制度（光照 vs 暗处）和季节（夏季 vs 冬季）。本研究的新颖之处在于明确测试了微观生态因素（微生境光照制度）是否与季节相互作用，从而影响光合共生潮间带生物指示物中的金属负荷。通过这种方式，研究超越了传统的基于位置的评估方法，提供了更具生态学意义的生物监测信号解释。

**2. 材料与方法**
2023年，我们在加那利群岛的两个岛屿上收集了120个Anemonia sulcata样本：特内里费岛的La Punta del Hidalgo（28° 34′ 07″ N, 16° 19′ 31″ W）和格兰卡纳里亚岛的Ba?aderos（28° 08′ 47′ N, 15° 32′ 00′ W）（图1）。在每个岛屿上，我们从两种对比鲜明的微生境中采集样本：一种是在阴暗（低光照）区域的裂缝中发现的个体，另一种是全天都能接收到阳光的个体。采样在2023年的两个时期进行，分别代表冬季和夏季条件。采样采用完全平衡的因子设计，每个岛屿采集60个个体，每个季节30个，每个光照条件下15个（n = 15 × 岛屿 × 季节 × 光照组合）。采样在低潮时进行，样本用当地海水运输，并在实验室到达后冷冻直至分析。

**2.1 样品制备**
整个样本用于元素分析。样品在70°C的烤箱中干燥24小时，然后放入450°C ± 25°C的马弗炉中直至完全烧焦并形成白色灰分。灰分过滤后用1.5% HNO?溶液稀释至最终体积25 mL。使用ICAP 6300仪器（Duo Thermo Scientific, Waltham, MA, USA）和自动采样器（CETAX ASX-520）通过电感耦合等离子体光学发射光谱法（ICP-OES）分析样品中的Al、Cd、Cu、Fe、Pb和Zn。每十个样本分析一次质量控制溶液以监测分析稳定性。使用认证参考物质DORM-1和DORM-5（加拿大国家研究委员会）评估准确性，回收率超过95%。同时分析程序空白样品和参考标准样品（Lozano-Bilbao 等, 2023）。根据IUPAC建议（IUPAC, 1995; Kumar 等, 2024），在可重复条件下对15个空白样品进行测量，确定每个元素的波长、检测限和定量限，并在表1中报告。

**表1. ICP-OES分析的金属检测限和定量限**
| 金属 | 检测限（mg/L） | 定量限（mg/L） | 回收率% |
|------|-----------|-----------|---------|
| Al (167.0 nm) | 0.005 | 0.015 | 97.4 |
| Cd (214.4 nm) | 0.000 | 0.002 | 99.1 |
| Cu (324.7 nm) | 0.003 | 0.011 | 100.2 |
| Fe (238.2 nm) | 0.004 | 0.013 | 97.8 |
| Pb (220.3 nm) | 0.000 | 0.009 | 99.2 |
| Zn (213.8 nm) | 0.002 | 0.009 | 99.2 |

分析方案的验证包括特异性、精确度（通过可重复性评估）和准确性（以回收率表示）。通过在可重复条件下对每种参考物质进行十次测量来确认这些参数。验证结果显示：该方法对所评估的金属没有光谱干扰（特异性）；所有元素的HORRATS值均低于2（精确度）；认证物质中所有分析物的回收率均超过95.2%（准确性）。因此，该程序符合EC Regulation 333/2007中规定的准确性、精确度和特异性标准（Bakircioglu 等, 2013; Elzey 等, 2012; Tyler 和 Yvon, 1995）。

**2.2 统计分析**
使用三因素因子设计分析Anemonia sulcata中的痕量金属浓度，固定因素为岛屿（特内里费岛、格兰卡纳里亚岛）和光照条件（光照、暗处），以及季节（夏季、冬季），响应变量为多元素浓度矩阵和每种金属。计算了每种因素组合的描述性统计量（平均值 ± 标准差）。必要时对变量进行对数转换（log1p）并在多元分析前进行标准化。

为了评估金属含量的整体变化，使用包含所有主要效应和交互作用（岛屿 × 光照 × 季节）的三因素PERMANOVA进行分析，基于9999次排列。当检测到显著项时，使用成对比较来解析处理组间的差异。由于进行了多次比较，使用Benjamini-Hochberg假发现率程序调整p值，显著性阈值设为q < 0.05。进一步通过主成分分析（PCA）探索多元结构，并使用部分冗余分析（RDA）在岛屿条件下可视化处理相关梯度，以聚焦光照和季节的效应。这些排序方法有助于解释数据集中的主导结构，并识别对样本分离贡献最大的金属。

为了评估元素特异性响应，为每种金属分别拟合因子模型，包括光照和季节之间的交互作用。除了显著性测试外，还使用差异-差异方法估计了每个季节内暗处-光照对比的效应大小以及光照 × 季节交互作用的效应大小。这使我们不仅能够确定交互作用是否显著，还能确定光照效应的方向是否随季节变化。应用随机森林分类方法来表征与光照条件相关的多金属特征。使用变量重要性指标识别对区分贡献最大的金属，并使用袋外估计评估模型在不同季节的稳定性。所有分析均在R Studio 2025.09.2+418（de Micheaux 等, 2014; Matloff, 2011）中进行。

分析框架结合了互补的推断和预测方法，以捕捉金属变异的不同维度。PERMANOVA提供了对多变量组成的正式测试，排序方法有助于解释结构和主导梯度，差异-差异方法量化了元素级别的可解释效应大小。随机森林分类方法提供了无分布的预测视角，有助于识别多金属特征和变量重要性模式。这些方法共同提供了综合的假设检验、可视化、效应估计和分类视角。

**3. 结果与讨论**
本研究的主要贡献在于表明，Anemonia sulcata中的金属负荷不仅由位置或季节单独决定，还由季节与微观生态因素（微生境光照制度）的相互作用决定。

对于所有金属而言，主要模式不是简单的岛屿间空间差异，而是光照制度之间的季节性对比。冬季来自暗处微生境的样本显示出最高的金属负荷，而夏季光照和暗处条件之间的差异较弱且更具元素特异性（表2；图2、图3、图4、图5）。这表明Anemonia sulcata中的金属积累主要由季节性因素和微生境光照制度的相互作用决定，岛屿在所研究的空间尺度上起的作用相对较小。这种相互作用在Al、Fe、Pb和Zn中尤为明显，这些金属在冬季-暗处条件下富集明显；而Cu、Cd和Pb在某些夏季-光照组中的值相对较高。这些结果表明，不同的暴露途径和生理过程组合在不同季节和微生境背景下占主导地位，而不是反映均匀的污染梯度。描述性统计（平均值±标准差）显示了不同岛屿（特内里费岛、大加那利岛）、光照条件（光照、黑暗）和季节（夏季、冬季）下Anemonia sulcata中金属浓度的分布情况。以下是具体数据：

| 岛屿 | 光照条件 | 季节 | Al | Cd | Cu | Fe | Pb | Zn |
|------|---------|------|-----|-----|-----|-----|-----|
| 大加那利岛 | 黑暗 | 夏季 | 18.12 | 3.00 | 0.00 | 5.00 | 0.16 | 0.16 |
| | 光照 | 夏季 | 19.05 | 8.43 | 2.38 | 0.06 | 0.32 | 0.78 |
| | 黑暗 | 冬季 | 13.19 | 4.05 | 0.32 | 0.06 | 7.83 | 1.71 |
| 特内里费岛 | 光照 | 夏季 | 19.16 | 7.85 | 2.44 | 0.00 | 0.87 | 1.49 |
| | 黑暗 | 夏季 | 12.08 | 1.85 | 0.00 | 0.27 | 0.57 | 0.40 |
| | 光照 | 夏季 | 16.63 | 3.84 | 1.00 | 0.00 | 0.32 | 0.12 |
| | 黑暗 | 冬季 | 19.04 | 2.30 | 0.00 | 0.00 | 0.72 | 0.12 |
| | 光照 | 夏季 | 19.16 | 3.84 | 1.00 | 0.00 | 0.87 | 0.32 |
| | 黑暗 | 冬季 | 13.82 | 2.00 | 0.00 | 0.40 | 0.94 | 2.00 |
| | 光照 | 夏季 | 15.03 | 4.95 | 0.39 | 0.11 | 9.14 | 2.00 |
| | 黑暗 | 冬季 | 13.82 | 2.70 | 0.00 | 0.40 | 2.44 | 0.85 |
| | 光照 | 夏季 | 12.08 | 1.85 | 0.00 | 0.27 | 0.57 | 0.25 |
| | 黑暗 | 冬季 | 15.03 | 4.95 | 0.39 | 0.11 | 9.85 | 2.44 |
| | 光照 | 夏季 | 15.03 | 4.95 | 0.39 | 0.11 | 9.85 | 2.44 |

图2：不同岛屿和光照条件下Anemonia sulcata中金属浓度（Al、Cd、Cu、Fe、Pb和Zn）的季节性箱线图。箱线图显示了中位数和四分位数范围， whiskers表示数据分布，颜色表示不同的组合区域（有关图例中颜色的解释，请参阅本文的网络版本）。

图3：受限于光照条件和季节的Anemonia sulcata中金属浓度的RDA双图，分别展示了大加那利岛和特内里费岛的情况。点代表样本（颜色：光照/黑暗；形状：夏季/冬季），箭头表示金属浓度变化方向；轴标签显示了解释的方差百分比。

图4：对每个岛屿内金属浓度进行了FDR调整后的成对检验（未进行岛屿间比较）。光照效应在每个岛屿和季节内通过“黑暗-光照”进行评估，季节效应在每个岛屿和光照条件下通过“冬季-夏季”进行评估。P值使用Benjamini-Hochberg假发现率程序进行调整（q < 0.05）。点的颜色和大小与?log10(q)成比例，黑色轮廓表示显著差异。

图5：总结了不同岛屿、光照条件和季节下Anemonia sulcata中金属的总体负担情况。负担程度通过金属的平均z分数（Z-mean）和PCA得到的PC1得分来量化（PC1得分越高，表示负担越重）。上图显示了按光照条件和季节分层的指数分布，下图显示了主要的PC1载荷（影响负担变化的金属）以及两个指数的平均值±标准差交互作用模式。

A. sulcata通常被视为与Anemonia viridis同种或密切相关，是一种光合共生刺胞动物，其胃皮组织内寄居着类似Symbiodinium的甲藻（Iyagbaye等人，2022年；Pena等人，2023年；Revel等人，2016年）。这种刺胞动物与甲藻的共生关系特征是共生体生物量的严格调控以及碳和营养物质的双向交换，并且会随着光照可用性和营养供应等环境因素的变化而变化。来自共生刺胞动物的证据表明，金属可以在宿主和共生体之间强烈分配，共生体的排出有助于解毒，特别是对于Cu等具有氧化还原活性的金属，这意味着共生体的丰度和周转可能会影响整个生物体的组织浓度（Davy等人，2012年；Tivey等人，2020年；Xiang等人，2020年）。Harland和Nganro（1990年）在A. viridis中证明，暴露于Cu可以触发虫黄藻的丢失和黏液的产生，这表明金属的处理是一个受调控的过程，而不是被动积累。这些机制为观察到的季节性和光照模式提供了生理学背景。

PERMANOVA成对比较表明，岛屿、光照条件和季节组合之间的差异依赖于金属种类，其中Al、Pb和Zn的区分能力更强（表3）。当分别考虑每个岛屿和季节内的光照效应时，明显出现了光照×季节的交互作用：在大加那利岛的夏季，没有任何金属在光照和黑暗条件之间存在差异（p ≥ 0.36）；而在同一岛屿的冬季，所有分析的金属在光照和黑暗条件下的差异都显著（p ≤ 0.0182）。在特内里费岛，冬季的光照效应是一致的（所有元素在光照和黑暗条件下的差异都显著，p ≤ 0.0017）；而在夏季，只有Al、Pb和Zn在光照和黑暗条件下的差异显著（p ≤ 0.0448），Cd、Cu和Fe则没有显著差异（p ≥ 0.0549）。季节性差异也取决于光照条件：在大加那利岛的光照条件下，冬季和夏季的变化对所有金属都显著（p ≤ 0.0275）；而在黑暗条件下则没有季节性差异（p ≥ 0.247）；在特内里费岛，光照条件下的季节性变化显著（p ≤ 0.0001），黑暗条件下的季节性变化也显著（p ≤ 0.0317）。总体而言，这些结果表明，金属积累的变化是由光照和季节的共同作用驱动的，并受到岛屿的影响，其中冬季的处理差异最为明显。这种统计交互作用支持了这样的解释：与环境海洋动力学相关的环境因素与微生境条件相互作用，而不是独立作用。

表3：八种岛屿×光照条件×季节组合下金属浓度的成对PERMANOVA结果。P值 < 0.05。

这些模式不应简单地理解为污染程度较高和较低条件之间的对比。相反，它们表明不同的暴露途径取决于季节和微生境光照条件的组合。在冬季，黑暗微生境中观察到的普遍富集现象，特别是Al以及Fe、Pb和Zn的富集，与颗粒物输入和保留过程的更强影响一致。相比之下，夏季光照条件下Cu、Cd和Pb的选择性升高不太可能反映相同的机制，而是表明光照依赖的生理过程和宿主-共生体过程在吸收、需求或内部分配中起着更大的作用。加那利群岛的一个关键季节性驱动因素是夏季分层和冬季混合之间的交替。对该群岛的联合物理生物学研究表明，总体上的营养条件较低，但夏季温跃层限制了营养物质进入光合带的量，而晚冬的混合和温跃层侵蚀增加了营养物质的可用性和浮游植物的生物量（Hagen，2001年；Marcello等人，2011年；Messié和Chavez，2015年；Nour和Aljahdali，2025年；Salah等人，2012年）。这种季节性背景很重要，因为营养物质的富集可以增加颗粒有机物质和颗粒物结合金属的暴露，同时改变A. sulcata可利用的营养途径。它还影响了光合共生的相对效益，后者并不一定随着营养物质的富集而线性增加，因为受到宿主调节和氧化应激的限制（Pena等人，2023年；Utrilla等人，2019年；Wirtz和Diesel，1983年）。

受限排序支持了相同的交互作用主导结构。基于岛屿的条件下的部分RDA模型非常显著（F = 53.290，p < 0.000）。对受限轴的排列测试表明，第一个典型轴捕捉到了处理之间的主要系统差异（轴测试：F = 76.113，p < 0.000），而后续轴不显著（p > 0.1995和p > 0.1995）。RDA双图的视觉检查显示，冬季-黑暗样本位于与多种金属同时升高贡献相关的区域，而冬季-光照样本则聚集在相反的方向，这与光照信号的连贯季节性反转一致（图3）。

单变量混合模型对比明确了每种元素的交互作用方向。对于Al，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.086，pFDR > 0.0552），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.585，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.671，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号。对于Fe，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.163，pFDR > 0.0552），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.492，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.655，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号。对于Zn，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.129，pFDR > 0.0552），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.494，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.623，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号。对于Cu，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.139，pFDR < 0.000），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.143，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.283，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号。对于Pb，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.046，pFDR < 0.0087），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.145，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.191，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号。对于Cd，光照-黑暗对比在季节上是相反的。在夏季，光照条件下的浓度较高（估计值 = ?0.001，pFDR < 0.0082），而在冬季，黑暗条件下的浓度较高（估计值 = 0.003，pFDR < 0.0001）。差异中的差异交互作用显著（估计值 = 0.004，pFDR < 0.0001），证实光照效应在夏季和冬季之间增强了并改变了符号（图4）。这些交互作用结果强化了这样的解释：季节性因素改变了微生境的对比，而不是均匀地改变浓度。加那利群岛夏季分层和冬季混合之间的季节性交替改变了营养物质的供应、颗粒物通量和营养结构（Hagen，2001年；Marcello等人，2011年；Messié和Chavez，2015年；Salah等人，2012年）。冬季-黑暗条件下的富集，特别是Al以及Fe、Pb和Zn的富集，与撒哈拉尘埃输入、风暴活动和再悬浮作用引起的岩石生成颗粒物的增加一致（Houmin等人，2012年；Irabien和Velasco，1999年；Lozano-Bilbao等人，2024b；Troll等人，2022年；Troll和Carracedo，2016年），这种富集可能因阴影微生境中的沉积物滞留而加剧（Gutiérrez等人，2022年；Schaefer等人，2023年；Vives-Ingla等人，2023年）。相反，夏季-光照条件下的Cu、Cd和Pb的升高与光照相关的共生体过程影响金属的吸收、需求和分配一致（Lozano-Bilbao等人，2025年；Olguín-Jacobson和Pitt，2021年；Ringwood等人，2025年；Shah，2021a，Shah，2021b）。

混合物水平的负担指数证实了多变量和单变量分析检测到的交互作用模式。对于z分数平均负担指数，岛屿没有显著影响（F = 0.001，p > 0.9764），而光照（F = 24.607，p < 0.0001）、季节（F = 22.246，p < 0001）以及光照×季节交互作用（F = 114.881，p < 0.0001）显著。PC1负担指数也显示出相同的结构，岛屿效应可以忽略不计（F = 0.003，p > 0.9559），而光照（F = 26.494，p < 0.0001）、季节（F = 22.349，p < 0.0001）和光照×季节交互作用（F = 115.160，p < 0.0001）显著（图5）。

随机森林分类器在区分光照和黑暗条件方面表现出高交叉验证准确性，夏季的AUC（曲线下面积）为0.829，冬季为0.933。变量重要性排名显示，夏季对分类最有信息量的金属是Pb、Cu、Al，冬季是Al、Pb、Zn，这与季节依赖性的反转一致，在冬季条件下Al和其他与颗粒物相关的元素成为主要区分因素。金属比率分析被用作探索性的地球化学指纹层。在所有测试的比率中，经过FDR校正后，照明对比度和差异-差异效应均不再显著，这表明该数据集中的主要信号最好通过绝对负担和混合结构来捕捉，而不是通过元素之间的稳定比例变化来捕捉（图6）。下载：下载高分辨率图像（318KB）下载：下载全尺寸图像

图6. 分别为夏季和冬季拟合了随机森林分类器，以区分照明条件（暗光 vs 光照）。使用置换重要性方法和95%置信区间来评估预测因子的的重要性，并通过袋外接收者操作特征（ROC）曲线和曲线下面积（AUC）来评估性能。

从生物监测的角度来看，这些结果表明，A. sulcata中的组织浓度不能仅仅作为背景污染水平的代理指标。它们还反映了生态背景，特别是季节与局部光照条件之间的相互作用，这可能会改变暴露途径和内部金属的处理方式。其次，两种混合负担模型中岛屿效应都微不足道，这表明在这种数据集中，由照明驱动的季节性变化在特内里费岛和格兰卡纳里亚岛上是普遍存在的，支持将岛屿作为真正的重复单元而不是主要驱动因素（Azizi等人，2018；García-Seoane等人，2019）。这进一步证实了在所研究的空间尺度上，微生境和季节动态而非岛屿特定的基线化学性质决定了A. sulcata中的金属负担。

4. 结论

多变量分析和混合水平分析一致表明，季节性变化与微生境光照条件强烈相互作用，决定了A. sulcata中的金属负担。冬季-暗光环境中的样本显示出最高的铝（Al）、铁（Fe）、铅（Pb）和锌（Zn）浓度，而夏季-光照环境中的样本则显示出较高的铜（Cu）、镉（Cd）和铅（Pb）浓度。这些模式可能反映了冬季阴影微生境中颗粒结合金属吸收增加以及共生生物量对金属积累的生理调节作用。特别是，共生生物的密度和更替可能起到了解毒作用，可能导致阴影海葵中的金属浓度较高，因为这些海葵可能寄居的共生生物较少。

研究结果强调了微生境光照条件对于生物监测计划的重要性，因为忽略这一因素可能会掩盖与季节相关的模式，而在所研究的空间尺度上，岛屿位置似乎起着较小的作用。在未来的研究中，将金属谱与共生生物密度、叶绿素含量和摄食行为的直接测量相结合，对于理清环境暴露和生理分配在塑造金属负担中的相对贡献至关重要。总体而言，这些发现表明，在解释光合共生生物指示剂中的污染物负担时，细微的生态背景可能比广泛的地理变异更为重要，未来的生物监测设计应明确考虑微生境光照条件。

作者贡献声明

Enrique Lozano-Bilbao：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、验证、软件、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Indira Delgado-Suárez：撰写 – 审稿与编辑、方法学、正式分析、数据管理。
Arturo Hardisson：撰写 – 审稿与编辑、可视化、项目管理、资金获取。
Dailos González-Weller：撰写 – 原稿、软件、资源、方法学。
Carmen Rubio：撰写 – 原稿、可视化、调查、数据管理。
Soraya Paz：撰写 – 原稿、资源、方法学、资金获取、正式分析。
ángel J. Gutiérrez：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、验证、监督、资金获取、概念化。

出版同意

所有作者均已审阅最终手稿并同意发表。

伦理批准

所有作者声明，本研究中对动物的使用符合欧洲关于实验用动物使用的法规要求；因此，我们严格遵守了《科学实验中动物饲养和护理行为准则》。