科學家們多年來已經知道，人類藥物，從抗炎藥到避孕藥中的激素，最終會進入水道，影響魚類和其他水生生物。但研究人員才剛剛開始整理這些藥物似乎正在產生的許多影響。這對魚類來說不是好訊息。
其中一種藥物，氟西汀，是抗抑鬱藥百憂解的活性成分。像其他一些藥物一樣，氟西汀在服用它的人的尿液中排出，並透過汙水處理廠進入湖泊和水道，而汙水處理廠沒有配備去除它的裝置。
為了調查氟西汀的影響，研究人員轉向了一種常見的美國淡水魚類，叫做胖頭鰷（Pimephales promelas）。通常，胖頭鰷會表現出複雜的交配行為，雄性會築巢，雌性會到那裡產卵。一旦卵子產下並受精，雄性會透過清除任何真菌或死卵來照顧它們。
支援科學新聞
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，您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的影響力故事的未來。
但是，當氟西汀被新增到水中時，這一切都改變了，威斯康星大學密爾沃基分校大湖水研究所的生態學家麗貝卡·克拉珀說。克拉珀本週在加利福尼亞州長灘舉行的2012年北美環境毒理學與化學學會會議上介紹了她的研究結果。
雌性胖頭鰷似乎不受該化學物質的影響，但在氟西汀濃度與淡水中記錄的最高水平大致相當時，雄性胖頭鰷開始花更多時間築巢。當劑量增加十倍時，雄性“變得痴迷，以至於他們忽略了雌性”，克拉珀說。
當氟西汀濃度再次增加時，胖頭鰷的繁殖完全停止。“雄性開始殺死雌性，”她說。克拉珀還指出，如果雌性在雄性接觸化學物質一個月後才被引入，雄性不再表現出這種攻擊行為，但雌性仍然不會產卵。“在那段時間裡發生了一些事情，”她說。
容易捕獲的獵物
生殖行為並不是唯一可能受到微量藥物影響的事情。在同一次研討會上，明尼蘇達州聖克勞德州立大學的水生毒理學家丹·裡裡克報告說，避孕藥中發現的一種化學物質17-β-雌二醇降低了胖頭鰷幼蟲躲避捕食者的能力。
在將幼蟲暴露於雌二醇後，裡裡克隨後讓他們受到突然的振動，類似於接近的捕食者產生的振動。透過使用高速影片，他測量了鰷魚將身體彎成C形所需的時間，這是一種稱為C-start的逃生行為。“他們正在準備逃跑，”他解釋說。他發現，即使在環境水平的雌二醇（每升20或100納克）下，與未暴露於雌二醇的對照幼蟲相比，鰷魚的反應時間也明顯減慢。
在第二個實驗中，他飼養了數百隻暴露於雌二醇和對照幼蟲，並反覆將兩組各十隻幼蟲放在一個有捕食者藍鰓太陽魚（Lepomis macrochirus）的水箱中。當每個實驗中有一半幼蟲被吃掉後，裡裡克觀察了剩下哪種型別的幼蟲。
結果與C-start實驗一致：在倖存的魚中，只有約45%來自暴露於雌二醇的組，而大多數倖存者來自對照組（55%）。
人口崩潰
這種差異聽起來可能不大，但使用多代種群生物學模型，裡裡克發現這足以導致暴露於雌二醇的魚類種群迅速崩潰。他發現，即使魚類受到的影響不那麼嚴重，仍然會緩慢而穩定地下降。“可能需要關注，”他說。
美國和加拿大科學家團隊早期的研究已經表明，在一個故意被雌二醇汙染的小湖泊中，胖頭鰷的數量急劇下降。“他們將此歸因於繁殖失敗，”他說。“我的資料表明，這可能是對幼蟲存活率的額外影響。”
為了瞭解更多資訊，裡裡克比較了暴露於雌二醇和未暴露於雌二醇的魚的基因表達。他發現，暴露於雌二醇的魚體內神經遞質多巴胺的基因表達顯著增加，這表明它們的發育中的大腦中可能正在發生某些事情。
克拉珀在研究氟西汀對胖頭鰷的影響時也採用了類似的方法，發現隨著劑量的增加，雄性胖頭鰷大腦中的基因表達發生了一系列變化。“我現在正在努力弄清楚這些可能涉及的[生理]途徑，”她說。