美國廣闊的田野中充斥著莠去津。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變成空氣傳播,並隨雨水降落,最遠可達距源頭1000公里處。所有這些莠去津可能具有性影響:使雄性青蛙變成雌性。
正如3月1日美國國家科學院院刊所述,加州大學伯克利分校的生物學家泰隆·海耶斯和他的同事連續三年將40只非洲爪蟾(Xenopus laevis)暴露於濃度為十億分之2.5(ppb)的莠去津中,該濃度低於環境保護署允許飲用水中3 ppb的水平。結果,30只青蛙被化學閹割,喪失了繁殖能力,併產生了其他後果。此外,四隻經過處理的青蛙實際上變成了雌性,甚至與另一隻雄性交配併產下有活力的卵,儘管它們在基因上是雄性。只有六隻經過處理的青蛙抵抗了莠去津,或者至少表現出正常的性行為。
為了確保結果的可靠性,研究人員使用了僅攜帶ZZ性染色體的雄性青蛙。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,我們確信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。
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性別改變的關鍵罪魁禍首可能是芳香化酶,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。莠去津可能正在促進芳香化酶的產生。
海耶斯長期以來一直在研究莠去津,最早可追溯到20世紀90年代,當時的研究由其製造商(現在稱為先正達)資助,先正達首先提出了除草劑可能干擾動物(包括人類)自然激素的可能性。隨後,大量關於這種內分泌干擾的研究相繼出現——一些研究證實,青蛙等兩棲動物正遭受莠去津的猛烈襲擊,另一些研究發現沒有影響,還有一些研究甚至揭示了來自農業地區的男性精子數量減少的證據。根據美國地質調查局的資料,在美國57%的河流中可以發現莠去津和其他除草劑。
然而,海耶斯的性別改變實驗並非沒有受到批評。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內分泌干擾物的汙染,例如從塑膠容器中滲出的雙酚A(BPA)或在篩選過程中引入的物質。他還質疑單一暴露水平以及缺乏對受影響青蛙雌性激素水平的測量。克洛斯過去曾為先正達審查過莠去津的影響,發現在與海耶斯研究的濃度相當的情況下,對非洲爪蟾沒有影響。
在它們的自然棲息地中,非洲爪蟾似乎並未受到除草劑的影響。南非西北大學的動物學家路易斯·杜普雷茲說:“莠去津在南非已廣泛使用了45年,我們的研究表明,爪蟾在農業區和非農業區都表現良好。” “如果莠去津對野生爪蟾有這些不利影響,我們肯定早就發現了。”
儘管如此,歐盟還是因為莠去津會汙染水而禁止了它。克洛斯說:“我個人更喜歡我們歐洲的習慣,即對環境化學品使用預防原則,以逐步淘汰永續性化合物。”
在2006年宣佈化學處理安全後,環保署於去年10月宣佈再次審查該除草劑,原因是出於對人類健康的擔憂。畢竟,這種化學物質會影響許多物種。海耶斯指出:“莠去津會增加斑馬魚、金魚、凱門鱷、短吻鱷、海龜、鵪鶉和老鼠的芳香化酶和/或雌激素的產生。” “所以這不僅僅是青蛙的問題。”