如果你曾在南非的卡拉哈里沙漠凝視過一只在樹冠間覓食的長頸鹿，一頭在開闊草原上漫步的白犀牛，或者一只跪在地上挖掘的疣豬，你一定知道它們在吃什么：樹葉、青草、嫩芽和根莖。伴隨著每一口吞咽，它們同時(shí)也攝入了一種不那么顯眼的東西——土壤。

有些動(dòng)物攝入的土壤比其他動(dòng)物多，但所有的食草動(dòng)物都不可避免地暴露在砷、鉛或鉻等有毒元素之下。

我致力于研究環(huán)境污染物如何影響野生動(dòng)物的健康。我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)在南非卡拉哈里沙漠南部的茨瓦盧卡拉哈里保護(hù)區(qū)進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查，旨在探究該地區(qū)16種非洲食草動(dòng)物攝入土壤的方式和原因存在何種差異。

歸根結(jié)底，我們需要確定哪些物種最容易受到土壤中有毒元素的侵害。這些洞見能夠?yàn)橐吧鷦?dòng)物物種的再引入提供指導(dǎo)，從而在康復(fù)、生態(tài)修復(fù)和野化地點(diǎn)重建生態(tài)平衡。

在兩年的時(shí)間里，我們收集了保護(hù)區(qū)內(nèi)25個(gè)水源地周圍的地表沉積物和植被，以確定哪些有毒元素在土壤中的濃度更高。隨后，我們將目光轉(zhuǎn)向了動(dòng)物本身。通過分析每種動(dòng)物的糞便，我們得以估算它們的暴露量——即有哪些物質(zhì)穿過了它們的消化系統(tǒng)。而毛發(fā)樣本則提供了一份長期的記錄，顯示了隨著時(shí)間的推移，究竟有哪些元素被攝入并留存在了體內(nèi)。

通過結(jié)合這種獨(dú)特的非侵入性既有方法，我們得以追蹤有毒元素是如何從土壤轉(zhuǎn)移到植物，最終進(jìn)入野生動(dòng)物體內(nèi)的。

我們的研究結(jié)果顯示，某些有毒元素在土壤中的濃度要高于植物。我們還發(fā)現(xiàn)，那些以樹冠高處樹葉為食的動(dòng)物，相比那些以草或根莖為食、且進(jìn)食位置更貼近地面的動(dòng)物，受到有毒元素暴露的風(fēng)險(xiǎn)可能更低。因此，食草動(dòng)物在何處進(jìn)食，而不僅僅是吃什么，在很大程度上決定了它們接觸有毒元素的程度。

了解食草動(dòng)物如何與環(huán)境中的土壤及土壤源毒素相互作用，能讓自然資源保護(hù)主義者更清晰地辨析：自然存在的低水平有毒元素，與采礦、農(nóng)業(yè)或其他土地利用變化等人類活動(dòng)造成的新污染水平之間，究竟有何不同。

研究中最清晰的模式之一是，不同物種的土壤攝入量存在顯著差異。

疣豬和豪豬等穴居物種在挖掘、鉆洞和翻找食物的過程中攝入的土壤最多。

以吃草為主的動(dòng)物，特別是藍(lán)角馬、白犀牛和非洲水牛，其土壤攝入量也十分突出。這符合邏輯，因?yàn)檫@些物種貼近地面進(jìn)食，經(jīng)常連根拔起草皮，或者啃食覆蓋著灰塵的植被，尤其是在像卡拉哈里這樣干燥的環(huán)境中。

相比之下，像長頸鹿這樣以樹頂?shù)臉淙~、嫩芽和豆莢為食的食葉動(dòng)物，自然攝入的土壤量要少得多。

土壤并非靜止的死物。它的特性——包括礦物組成、酸堿度、動(dòng)植物腐爛物質(zhì)的含量以及水分在其中的流動(dòng)性——都會(huì)影響土壤中有毒元素的水平。這些因素同時(shí)也影響著有毒元素和營養(yǎng)物質(zhì)（其中一些是生存所必需的）向植物和動(dòng)物轉(zhuǎn)移的過程。

采礦、農(nóng)業(yè)、工業(yè)排放和水資源管理等人類活動(dòng)可能會(huì)增加金屬濃度。這使得那些攝入大量土壤的動(dòng)物，特別是食草動(dòng)物和穴居物種，面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)。

在我們研究的土壤中，釩、鋁、鉛、鉻、錫、鈷和砷等元素出現(xiàn)了富集。包括黑犀牛在內(nèi)的食葉物種，與其他食草動(dòng)物相比，顯示出較低的暴露和留存水平。

大羚羊和跳羚被稱為混合進(jìn)食者，它們在雨季吃草，在旱季吃樹葉。由于它們不僅吃樹葉，在吃草時(shí)會(huì)攝入更多土壤，這意味著它們對土壤源元素的暴露量要高于黑犀牛。

由于動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出應(yīng)對其從土壤中攝入的自然水平毒素的能力，因此野生動(dòng)物組織中存在有毒元素并不一定意味著遭受了污染或生態(tài)損害。

草類天然含有高水平的研磨性二氧化硅，這是一種堅(jiān)硬的、類似沙子的礦物質(zhì)，會(huì)磨損牙齒。在干燥環(huán)境中，草往往覆蓋著細(xì)土和灰塵。因此，以草或覆蓋著土壤的食物為食的食草動(dòng)物，其牙齒磨損更為嚴(yán)重。

為了應(yīng)對高強(qiáng)度的磨損，一些物種進(jìn)化出了具有高牙釉質(zhì)齒冠的牙齒，這可以減少隨時(shí)間推移造成的磨損。這種特殊的牙齒結(jié)構(gòu)已被證實(shí)與土壤攝入水平有關(guān)，使其成為評估哪些物種易受有毒元素?cái)z入影響的潛在有用指標(biāo)。

當(dāng)有毒元素在土壤中高度富集時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)牙齒結(jié)構(gòu)與糞便及毛發(fā)中的有毒元素水平之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。這意味著保護(hù)管理者可以利用牙齒結(jié)構(gòu)來更準(zhǔn)確地識別處于風(fēng)險(xiǎn)中的物種，并對其進(jìn)行更密切的監(jiān)測。

動(dòng)物并非有毒元素的被動(dòng)接收者。它們的行為、解剖結(jié)構(gòu)、進(jìn)化歷史以及所處的環(huán)境，共同塑造了它們會(huì)遭遇什么以及如何應(yīng)對。我們的研究表明，攝入土壤是食草動(dòng)物生態(tài)學(xué)的一個(gè)自然組成部分，但并非所有物種都面臨相同程度的風(fēng)險(xiǎn)。

自然保護(hù)工作正日益聚焦于生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重新引入大型食草動(dòng)物，如犀牛和大象。我們的研究建立了一個(gè)框架，有助于確定監(jiān)測的優(yōu)先次序，標(biāo)記出最有可能受景觀變化影響的物種，并避免將自然暴露誤讀為環(huán)境污染。

認(rèn)識到這些差異，有助于保護(hù)管理者做出明智的決策，而這些決策植根于動(dòng)物如何與環(huán)境互動(dòng)的現(xiàn)實(shí)——直至它們腳下的每一寸泥土。