一種常見除草劑使一些雄蛙變雌性

阿特拉津是最廣泛使用的除草劑之一,可能正在擾亂雄蛙的性發育——甚至使其逆轉


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產出關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的報道。


美國廣闊的田野裡充斥著阿特拉津。大約3600萬公斤的無味白色粉末被施用於農場以控制禾本科雜草。每年約有22.5萬公斤的除草劑隨雨水降落,有時甚至遠達離源頭1000公里以外的地方。所有這些阿特拉津可能正在產生另一種影響:使雄蛙變雌性。

正如3月1日出版的《美國國家科學院院刊》中所述,加州大學伯克利分校的生物學家泰隆·海耶斯及其同事將40只非洲爪蟾(Xenopus laevis)連續三年暴露於水中濃度為十億分之2.5 (ppb) 的阿特拉津溶液中——這一水平低於美國環境保護署 (EPA) 允許飲用水中阿特拉津濃度3ppb的標準。結果,30只青蛙被化學閹割,喪失了繁殖能力,以及其他影響。並且有四隻受處理的青蛙實際上變成了雌性,甚至與其它雄性交配併產下可存活的卵,儘管它們在基因上是雄性。

海耶斯說,雖然另有四隻受處理的青蛙顯然抵抗了阿特拉津的影響,但其餘的“缺乏雄性生殖行為,雄性特徵減少,並且精子嚴重減少和生育力低下”。關鍵可能是芳香化酶,一種促進雌性激素雌激素產生的蛋白質,導致最初的雄性性腺變成卵巢,而阿特拉津會刺激其產生。此外,研究人員使用了僅攜帶雄性非洲爪蟾ZZ性染色體的青蛙。海耶斯說,在之前的研究中,“如果我們得到雌雄同體,就無法知道它們是帶有卵巢的雄性還是帶有睪丸的雌性”。“透過使用所有ZZ雄性,我們可以確定任何雌雄同體或雌性實際上都是性別逆轉的雄性。” 青蛙遵循ZZ(雄性)、ZW(雌性)性別決定方案,而不是人類更熟悉的XX(雌性)、XY(雄性)模式。

海耶斯長期研究阿特拉津,從20世紀90年代開始,其研究由阿特拉津的製造商(現為先正達)資助,該研究首次提出了這種除草劑可能干擾動物(包括人類)的天然激素的可能性。隨後,大量關於這種內分泌干擾的研究湧現——一些研究證實,青蛙等兩棲動物正遭受阿特拉津的襲擊,另一些研究則未發現影響,甚至還有一些研究發現美國農業地區男性的精子數量減少的證據。

“提議的發現非常重要,”坦帕市南佛羅里達大學的生物學家傑森·羅爾說,他也研究過阿特拉津,但沒有參與這項研究。

然而,這項研究不太可能是這場爭議的最終結論。批評者,如柏林洪堡大學的生物學家維爾納·克洛斯,指責樣本可能受到了雙酚A (BPA) 等內分泌干擾物的汙染,這些干擾物可能從塑膠容器中滲出或在篩選過程中引入。他還質疑單一暴露水平、缺乏對受影響青蛙體內雌性激素水平的測量,以及在水溶液中使用乙醇“因為他們聲稱阿特拉津易溶於水,如果可行,最好避免使用任何溶劑”。

這項研究還經歷了一種非正統的同行評審形式,其中論文由加州大學伯克利分校的另一位教授編輯出版,而不是像更常見的情況那樣由無關聯的科學評審員評審。“這樣的論文字不應該被接受發表,”克洛斯指責道。

克洛斯本人過去曾為先正達公司審查過阿特拉津的影響,發現阿特拉津濃度高達每升100微克時,對非洲爪蟾沒有影響,濃度為每升25微克時,沒有遺傳影響。他說他目前“沒有與先正達或任何其他化學公司進行任何正在進行的實驗”。

在它們的自然棲息地,非洲爪蟾似乎並未受到這種除草劑的影響。“阿特拉津在南非已廣泛使用了45年,我們的研究表明,Xenopus在農業區和非農業區都生活得很好,”南非西北大學的動物學家路易斯·杜·普雷茲說。“如果阿特拉津對野生Xenopus產生這些不利影響,我們肯定早就發現了。”

儘管如此,歐盟國家還是因為阿特拉津汙染水的能力而禁止了它。“我個人更喜歡我們歐洲的習慣,即對環境化學品採用預防原則,以逐步淘汰永續性化合物,”克洛斯說。

羅爾的研究發現阿特拉津可能會產生間接影響:在美國各地水域中發現的濃度下,它會增加北方豹蛙對潛在致命寄生蟲的易感性。根據美國地質調查局的資料,現在美國57%的溪流中都發現了像阿特拉津這樣的除草劑。

美國環保署也宣佈,繼2006年宣佈該化學處理安全後,於去年10月因人類健康問題而再次審查該除草劑。最終,阿特拉津可能正在使野外兩棲動物的叫聲沉默:“它導致它們不叫,”海耶斯說,並指出阿特拉津可能與壺菌病一起,正在加劇全球兩棲動物數量的下降。“阿特拉津會增加斑馬魚、金魚、凱門鱷、短吻鱷、海龜、鵪鶉和老鼠體內的芳香化酶和/或雌激素的產生。因此,這不僅僅是青蛙的問題。”

© .