每年11月，是國(guó)家一級(jí)瀕危動(dòng)物中華鱘的傳統(tǒng)繁殖季節(jié)，在湖北省荊州市的中華鱘繁殖研究基地，不少中華鱘幼魚都會(huì)破卵而出。但是，讓研究人員困惑的是，有少部分出生的幼魚，眼睛和軀體出現(xiàn)畸形，其中，幼魚眼睛缺陷的發(fā)生率為1.2％，軀體畸形發(fā)生率為6.3％，這為中華鱘種群的正常繁衍蒙上了陰影。

導(dǎo)致它們畸變的罪魁禍?zhǔn)椎降资钦l?

人們最終發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染是導(dǎo)致這一結(jié)果的根本原因。

化學(xué)物質(zhì)帶來的環(huán)境污染

當(dāng)今社會(huì)，化學(xué)物質(zhì)給我們的生活帶來了極大便利；然而，種類繁多、理化性質(zhì)各異的化學(xué)物質(zhì)，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和廢棄過程中，會(huì)通過多種途徑進(jìn)入環(huán)境，進(jìn)而對(duì)人類和其他生物產(chǎn)生危害。環(huán)境和生態(tài)效應(yīng)之間的關(guān)系正越來越受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。特別是一些化學(xué)物質(zhì)，盡管在環(huán)境中的濃度非常低，但由于可以沿著食物鏈的營(yíng)養(yǎng)層級(jí)逐步累積，從而造成在高等生物體內(nèi)的高富集。

其實(shí)，關(guān)于污染物劑量與毒性的關(guān)系，科學(xué)家早有定論。早在15世紀(jì)，“毒理學(xué)之父”帕拉塞爾蘇斯就曾說過：“任何物質(zhì)都是有毒的，只不過產(chǎn)生毒性效應(yīng)時(shí)的劑量不同而已?！蓖ㄋ椎刂v，就是劑量決定毒性。

當(dāng)位于食物鏈高層的生物體內(nèi)，化學(xué)物質(zhì)富集到一定程度之后，就會(huì)影響到這些生物的健康。更為可怕的是，化學(xué)物質(zhì)還會(huì)通過母體影響到處于生命最脆弱階段的胚胎。

三苯基鑷是什么

了解化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境和生物健康的影響后，我們回過頭來再說中華鱘的畸變。

要想了解中華鱘畸變的來龍去脈，還要從三苯基錫(TPT)和三丁基錫(TBT)說起。

在船舶工業(yè)中，有機(jī)錫能有效防止海洋生物附著在船體上，被廣泛用作船舶防污漆中的殺蟲劑，其主要成分有三丁基錫，并含有少量的三苯基錫。

其中，三丁基錫是一種已經(jīng)得到公認(rèn)的、具有確鑿證據(jù)能夠干擾生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室模擬和野外觀測(cè)證實(shí)，三丁基錫能夠?qū)е仑愵惖男刍绊懰鼈兊姆敝?，并最終使得一些地方貝類的種群數(shù)量急劇減少，雖然三苯基錫也同樣用于船舶涂料領(lǐng)域，但由于使用量遠(yuǎn)低于三丁基錫，因此，在以往的研究中，科學(xué)界對(duì)于它的關(guān)注程度相對(duì)較低。

然而，我們?cè)趯?duì)渤海灣水體、沉積物和整個(gè)食物鏈中不同營(yíng)養(yǎng)層級(jí)生物(浮游植物／動(dòng)物、底棲生物貝類、蝦、蟹和各種魚類)的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，盡管水體和沉積物中三丁基錫的濃度遠(yuǎn)高于三苯基錫濃度(水體中的三苯基錫濃度低于檢測(cè)下限)，甚至在浮游動(dòng)植物，底棲生物如貝類、蝦、蟹中，三丁基錫濃度也依然高于三苯基錫，但在位于水生生態(tài)系統(tǒng)頂端的魚類體內(nèi)，三苯基錫的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三丁基錫。這是由于三苯基錫在生物體內(nèi)的濃度是隨著營(yíng)養(yǎng)層級(jí)的升高而逐步加大的，三丁基錫則不會(huì)出現(xiàn)這樣的累積現(xiàn)象，從而使得位于食物鏈頂端的魚類體內(nèi)三苯基錫的濃度遠(yuǎn)高于三丁基錫。

三苯基錫是如何富集的

由于富集于生物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)會(huì)經(jīng)由血液循環(huán)被分配至不同的內(nèi)臟器官，作為雌性生物體組成部分的魚卵等，自然同樣會(huì)富集化學(xué)物質(zhì)。

在水生生態(tài)系統(tǒng)中，中華鱘處于上層，進(jìn)行繁殖時(shí)通常年齡已經(jīng)較大，化學(xué)污染物在生物體內(nèi)的富集通常都是隨著年齡的增長(zhǎng)而增強(qiáng)。以雌性中華鱘為例，它們要在14歲左右才開始產(chǎn)卵，因此其體內(nèi)難免富集了更多的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)子代的影響相應(yīng)也更大。

為了解三苯基錫等物質(zhì)在中華鱘體內(nèi)的分布情況，我們采集了中華鱘的肝臟、脂肪、腎臟、心臟、腸胃、魚卵等器官，來檢測(cè)其中的三丁基錫、三苯基錫及其代謝產(chǎn)物，結(jié)果三丁基錫在中華鱘肝臟中檢出而魚卵中未檢出，與此相反三苯基錫不僅在其他器官中檢出，而且在魚卵中也有較高濃度的檢出。

這些都說明，富集在中華鱘體內(nèi)的三苯基錫可以通過母親傳遞給魚卵，使得胚胎在發(fā)育過程中就受到三苯基錫的影響。

為了驗(yàn)證中華鱘體內(nèi)三苯基錫對(duì)胚胎可能產(chǎn)生的影響，我們將實(shí)驗(yàn)魚種——青鰣親魚放在添加有三苯基錫的水中，發(fā)現(xiàn)其子代中有一定比率的雙眼或者單眼缺損和軀體畸變現(xiàn)象，并且子代的繁殖能力也顯著降低了，而且這種毒性效應(yīng)呈現(xiàn)劑量一效應(yīng)關(guān)系。

中華鱘的畸形

發(fā)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中的傳代毒性會(huì)不會(huì)同樣發(fā)生在野生中華鱘中呢?

答案是肯定的。

為了研究中華鱘幼魚的畸變與三苯基錫暴露之間是否有直接關(guān)系，我們將與野生魚卵中相似濃度的三苯基錫注射到西伯利亞鱘受精卵中，以觀察在特定濃度下的畸形發(fā)生概率有多大，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了同野外觀察發(fā)生程度相近的畸變現(xiàn)象。

考慮到中華鱘體內(nèi)除了三苯基錫以外，還存在著三丁基錫的代謝產(chǎn)物和其他高富集性物質(zhì)，如多氯聯(lián)苯。為證實(shí)這些物質(zhì)是否也會(huì)導(dǎo)致相似的畸變，我們同樣用顯微注射方法進(jìn)行胚胎發(fā)育毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，中華鱘體內(nèi)殘留的較高濃度三丁基錫代謝產(chǎn)物并未導(dǎo)致胚胎畸變，多氯聯(lián)苯雖然能導(dǎo)致一定比率的軀體彎曲，但發(fā)生率很低。

最終我們得出結(jié)論：通過母親傳遞到魚卵中的三苯基錫是導(dǎo)致野生中華鱘畸變的主要物質(zhì)。在魚卵中富集的三苯基錫化合物，最終在胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生致畸毒性使得幼魚眼睛畸形及軀體彎曲。

實(shí)驗(yàn)還表明，當(dāng)魚體中的三苯基錫濃度富集到和野生中華鱘魚卵相似水平時(shí)，青鳉魚的繁殖力會(huì)急劇下降，當(dāng)青鳉魚幼魚眼畸變發(fā)生率為2％時(shí)，成魚的繁殖能力(從產(chǎn)卵到存活幼魚)會(huì)降低40％左右。雖然我們尚無法進(jìn)一步驗(yàn)證，但我們推測(cè)三苯基錫不僅影響了青鏘魚的繁殖，也會(huì)影響到中華鱘的繁殖力。

由于畸變特別是眼睛畸變是一種相對(duì)容易觀測(cè)的現(xiàn)象，所以可以被用作衡量三苯基錫污染導(dǎo)致魚群繁殖能力降低程度的一個(gè)指示。

持續(xù)的三苯基鑷污染

長(zhǎng)期以來，魚類資源的減少和魚種滅絕現(xiàn)象，一直被認(rèn)為主要是由于過度捕撈和棲息地遭到破壞造成的；包括化學(xué)品在內(nèi)的環(huán)境污染，以往常常只是作為模糊的第三位因素來對(duì)待。中華鱘與三苯基錫的關(guān)系，卻清晰地給出了環(huán)境污染和魚類資源減少、魚種滅絕之間存在的邏輯關(guān)聯(lián)。雖然我們還不能確認(rèn)中華鱘體內(nèi)富集的三苯基錫，到底是來自哪里，但毋庸置疑的是，像三苯基錫這樣的有機(jī)錫污染物，在我們的水域中早已廣泛存在了，受到影響的恐怕也不僅僅是中華鱘。

盡管全球不少國(guó)家和地區(qū)全面禁止使用三苯基錫，但三苯基錫的污染仍舊是一個(gè)全球性問題，因?yàn)槿交a具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，難以降解，過去排放到環(huán)境中的三苯基錫能夠通過水環(huán)境界面、生物富集、食物鏈傳遞、生物死亡等過程在自然界中不斷循環(huán)，對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害也將會(huì)長(zhǎng)期持續(xù)下去。(文章代碼：100921)