王祥生,婁 虎,張明海*

(東北林業(yè)大學(xué)a.野生動(dòng)物資源學(xué)院;b.生命科學(xué)學(xué)院,中國(guó)黑龍江哈爾濱150040)

隨著人類(lèi)社會(huì)的快速發(fā)展,自然生態(tài)環(huán)境的破壞日趨嚴(yán)重。重金屬在生活環(huán)境中無(wú)處不在,許多生物種群對(duì)于重金屬污染有指示作用,是人類(lèi)感知重金屬超標(biāo)的哨兵、先鋒[1～2]。重金屬超標(biāo)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的影響十分明顯,能夠?qū)е馒B(niǎo)類(lèi)產(chǎn)生生殖障礙,降低種群數(shù)量。重金屬污染對(duì)于野生哺乳動(dòng)物的影響同樣十分顯著,鉛(Pb)、銅(Cu)、砷(As)等重金屬能夠影響哺乳動(dòng)物的生殖健康,使野生哺乳動(dòng)物精子活力下降,給生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定帶來(lái)災(zāi)難[3～4]。我們關(guān)注的重金屬主要包括生活垃圾中的重金屬、重金屬采礦區(qū)的重金屬離子及化合物,植物通過(guò)呼吸作用、根吸收將部分重金屬吸收到體內(nèi),而動(dòng)物則通過(guò)呼吸、采食、反芻、捕食等行為將重金屬富集在體內(nèi)。這些途徑都會(huì)使重金屬在野生動(dòng)物體內(nèi)積累且不易排解出去[5～11]。

目前,有關(guān)野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物的重金屬污染問(wèn)題,多數(shù)研究?jī)H局限于選取不同組織或器官進(jìn)行重金屬含量的鑒定分析,而對(duì)于重金屬超標(biāo)導(dǎo)致的野生鳥(niǎo)類(lèi)種群數(shù)量下降、野生哺乳動(dòng)物精子活性降低的作用機(jī)制卻很少深入研究,對(duì)于重金屬污染如何損傷野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物組織系統(tǒng)的分子機(jī)制也有待進(jìn)一步探索[12～14]。最為關(guān)鍵的是,在發(fā)現(xiàn)、分析、解決重金屬對(duì)于野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物毒害作用的同時(shí),更需要長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮從根本解決重金屬污染問(wèn)題。例如:如何處理生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的重金屬垃圾;如何沉降空氣中的重金屬;如何在植物中對(duì)重金屬進(jìn)行沉淀和外排,使之不能隨著食物鏈傳遞到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。此外,對(duì)于已經(jīng)受到重金屬污染的野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物,則需要研究其體內(nèi)吸收和代謝重金屬的途徑,利用分子生物學(xué)手段對(duì)動(dòng)物體內(nèi)的重金屬進(jìn)行沉降和外排,把重金屬積累的來(lái)源和傳遞途徑細(xì)化,為后期緩解或治療重金屬污染所引起的野生鳥(niǎo)類(lèi)畸形、野生哺乳動(dòng)物組織損傷提供一定的理論和技術(shù)支持。本文圍繞重金屬污染對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物帶來(lái)的危害,綜述當(dāng)代研究者重點(diǎn)研究方向和研究現(xiàn)狀,以及重金屬對(duì)于野生動(dòng)物危害的分子機(jī)制,展望如何防治和改善重金屬污染的環(huán)境現(xiàn)狀。

1 重金屬對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)的影響

環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天,重金屬污染仍為不能治理或很難治理的環(huán)境污染項(xiàng)目之一。金屬離子作為生物細(xì)胞必不可少的功能性成分已有報(bào)道,比如:血紅蛋白的鐵離子是野生鳥(niǎo)類(lèi)攜氧能力的重要成分,野生鳥(niǎo)類(lèi)缺鐵會(huì)造成貧血,甚至死亡。但是,重金屬污染破壞野生鳥(niǎo)類(lèi)組織和神經(jīng)系統(tǒng)的研究同樣也有很多報(bào)道[15～16]。重金屬的來(lái)源之一是礦區(qū)開(kāi)采,如Cu礦、Pb礦、鈷(Co)礦、金(Au)礦等,均會(huì)有重金屬隨意排放等污染問(wèn)題[17]。除礦區(qū)嚴(yán)重污染外,礦區(qū)附近重金屬也已超標(biāo)。這些重金屬通過(guò)空氣污染、廢水排放、土壤污染等途徑不斷富集在植物、昆蟲(chóng)、無(wú)脊椎動(dòng)物等體內(nèi),而野生鳥(niǎo)類(lèi)通過(guò)采食植物、昆蟲(chóng)、無(wú)脊椎動(dòng)物和海洋魚(yú)類(lèi)完成野生鳥(niǎo)類(lèi)重金屬污染的轉(zhuǎn)移過(guò)程[18～19]。野生鳥(niǎo)類(lèi)受到重金屬污染后,會(huì)在體內(nèi)積累高濃度的重金屬,表現(xiàn)出骨骼畸形、癌變等癥狀,故人們可以利用野生鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)環(huán)境重金屬變化的敏感性,將其用于重金屬環(huán)境污染的生物監(jiān)測(cè)研究[20]。相關(guān)團(tuán)隊(duì)對(duì)加州燕鷗(California least tern,Sterna antillarum)、紅嘴巨鷗(caspian tern,Hydroprogne caspia)、角鸕鶿(double-crested cormorant,Phalacrocorax auritus)、西美鷗(western gull,Larus occidentalis)4種海鳥(niǎo)的覓食策略展開(kāi)研究,結(jié)果表明體型小的水鳥(niǎo)體內(nèi)所富集的重金屬更能夠反映水體或魚(yú)類(lèi)重金屬污染的程度,有利于作為重金屬污染的環(huán)境監(jiān)測(cè)者[9～10]。研究者對(duì)意大利部分地區(qū)1994-1995年收集到的56種鳥(niǎo)類(lèi)和11種哺乳動(dòng)物進(jìn)行了 Pb、鎘(Cd)、鉻(Cr)、汞(Hg)含量的分析,數(shù)據(jù)表明這些鳥(niǎo)類(lèi)是海洋淡水食物鏈中的一環(huán),其中蒼鷺(grey heron,Ardea cinerea)是Hg污染最嚴(yán)重的食魚(yú)鳥(niǎo)類(lèi),對(duì)于意大利重金屬Hg在野生鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)的積累有一定的指示作用[11]。此外,人們?cè)谪堫^鷹(Bubo bubo)中對(duì)不同羽毛重金屬Hg的濃度進(jìn)行了檢測(cè),發(fā)現(xiàn)脫皮對(duì)于羽毛中的重金屬濃度沒(méi)有影響,推薦使用野生鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛進(jìn)行重金屬污染的檢測(cè)[21]。與海洋沉積物、大型底棲動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)相比較,野生鳥(niǎo)類(lèi)群體由于易取樣、易分析檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)仍是檢測(cè)海岸線(xiàn)重金屬污染的首要選擇。但是由于野生鳥(niǎo)類(lèi)隨著季節(jié)有遷徙運(yùn)動(dòng),所到之處均有采食行為,因此鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)的重金屬來(lái)源不能得到較好的確定。野生鳥(niǎo)類(lèi)重金屬污染檢測(cè)的物種選擇需要綜合考慮多種因素,例如:是否具有代表性;是否便于收集材料等。

目前重金屬元素對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)影響的研究主要集中在Pb、Hg、Cd中,對(duì)于野生鳥(niǎo)類(lèi)而言,這并不能夠全面反映環(huán)境中的污染程度,需要研究者更為細(xì)致地探索不同重金屬對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)組織破壞的機(jī)制。隨著對(duì)重金屬破壞野生鳥(niǎo)類(lèi)組織器官原理的探索,研究者發(fā)現(xiàn),一定程度的重金屬濃度是允許的。這就涉及到重金屬污染物的關(guān)鍵閾值,野生鳥(niǎo)類(lèi)受到超過(guò)某一濃度的重金屬后,其生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)受到嚴(yán)重破壞[22～24]。

Abbasi等[14]檢測(cè)了48個(gè)巴基斯坦鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛樣品,發(fā)現(xiàn)盡管已有規(guī)定限制重金屬的排放,但是在羽毛中檢測(cè)到的重金屬含量仍超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,說(shuō)明需要更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制重金屬排放,也需要制定相關(guān)策略解決已存在的重金屬污染問(wèn)題。Burger等[25]在1989-2011年期間對(duì)新澤西州大白鷺(great egret,Ardea alba)羽毛中砷(As)、Cd、Cr、Pb、錳(Mn)、Hg 和硒(Se)的含量進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果顯示:從1989年開(kāi)始實(shí)施廢棄電池的回收后白鷺羽毛中的鉛和鎘含量明顯下降。然而,汞含量差別很大,特別是以海洋魚(yú)類(lèi)為食物的物種中汞含量嚴(yán)重超標(biāo),這些超出標(biāo)準(zhǔn)的汞是人類(lèi)大量燃燒化石燃料的結(jié)果。表1綜合給出了重金屬污染野生鳥(niǎo)類(lèi)的檢測(cè)結(jié)果,這些信息表明:1)使用野生鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛作為重金屬污染的“指示劑”,具有較好的檢測(cè)效果;2)食魚(yú)野生鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)的Hg含量較高;3)重金屬Pb可以導(dǎo)致野生鳥(niǎo)類(lèi)畸形和組織器官癌變。

2 重金屬對(duì)野生哺乳動(dòng)物的影響

重金屬污染是一個(gè)持續(xù)性的、不能很快解決的、逐漸富集的過(guò)程,土壤和作物的重金屬污染是當(dāng)前世界共同面對(duì)的一個(gè)難題,不斷影響著野生哺乳動(dòng)物的健康[35]。礦業(yè)開(kāi)采在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí),也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。礦區(qū)重金屬多以離子或其化合物形式存在,嚴(yán)重污染著礦區(qū)附近的土壤、空氣、水體,其中濃度較高的重金屬包括 Cd、Cr、Cu、Mn、鎳(Ni)、Pb、鋅(Zn)、As、Hg、Au、銀(Ag)、鐵(Fe)、Co 等。植物中的重金屬主要來(lái)自土壤和空氣,動(dòng)物則通過(guò)空氣、水體以及采食植物進(jìn)行重金屬的富集[13,36]。

重金屬對(duì)野生哺乳動(dòng)物健康的影響是值得關(guān)注的問(wèn)題。有關(guān)單一重金屬元素Cd、Pb、As超標(biāo)對(duì)野生哺乳動(dòng)物影響的研究均表明:這些單一重金屬污染物對(duì)野生哺乳動(dòng)物肝臟、生殖系統(tǒng)以及內(nèi)分泌系統(tǒng)都有一定破壞作用[37～38]。比如:Cd中毒會(huì)使野生哺乳動(dòng)物出現(xiàn)心肌變性和蠟狀壞死,肝細(xì)胞濁腫,有些還會(huì)出現(xiàn)骨骼肌變性等現(xiàn)象[39];Pb中毒會(huì)造成野生哺乳動(dòng)物體重減輕、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損,并且會(huì)持續(xù)降低野生動(dòng)物的免疫力,使野生哺乳動(dòng)物在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì),種群數(shù)量不斷下降[39]。此外,As中毒也會(huì)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷[38]。Hg作為毒性最高的重金屬之一,在近幾十年的生活及工業(yè)生產(chǎn)中排放量很大。Hg在野生哺乳動(dòng)物的腦、肝臟和腎臟中含量最高,嚴(yán)重影響著野生哺乳動(dòng)物的正常代謝。雌性野生動(dòng)物在采食或捕食了汞含量較高的植物或獵物后,其分泌的乳汁中很快會(huì)出現(xiàn)汞,嚴(yán)重影響了幼仔的健康[14]。由此可見(jiàn),重金屬污染嚴(yán)重威脅著野生哺乳動(dòng)物的生態(tài)平衡。單一重金屬元素污染的研究已有許多報(bào)道,多種重金屬元素共同污染影響野生哺乳動(dòng)物健康的研究也在逐漸被探索,如:大鼠組織受到重金屬Pb、Cu和Zn的共同污染時(shí),Pb對(duì)大鼠體內(nèi)的Cu和Zn平衡產(chǎn)生很大的影響,降低了Cu和Zn的濃度。Pb已被證明在幾種情況下能夠誘導(dǎo)金屬硫蛋白(metallothioneins,MTs)的合成,Cu和Zn可以結(jié)合MTs,Cu和Zn在腎臟和心臟中的積累表明這兩種金屬通過(guò)配體形成金屬?gòu)?fù)合物,這種復(fù)合物會(huì)在腎臟和心臟中沉積,影響腎臟和心臟的功能,也能造成哺乳動(dòng)物神經(jīng)紊亂[3,40～41]。研究者探究了重金屬 Cd、Pb、As對(duì) HepG2和 KERTr細(xì)胞活力以及誘導(dǎo)MTs合成的影響,結(jié)果表明:隨著重金屬Cd、Pb、As濃度的增加,細(xì)胞活力下降;被Cd、Pb共同污染的HepG2和KERTr細(xì)胞中,MTs蛋白被大量誘導(dǎo)。MTs蛋白水平的升高會(huì)導(dǎo)致更高的致癌風(fēng)險(xiǎn)。以上信息提示,長(zhǎng)期接觸重金屬污染后,野生哺乳動(dòng)物體內(nèi)會(huì)大量合成MTs蛋白,最終會(huì)影響野生哺乳動(dòng)物的健康。重金屬對(duì)野生哺乳動(dòng)物的單獨(dú)危害很?chē)?yán)重,但是令人不能理解的是,當(dāng)發(fā)生兩種或多種重金屬的共同污染(如Pb、As)時(shí),它們具有拮抗作用,雖然危害也是很?chē)?yán)重,但癥狀比兩種重金屬單獨(dú)破壞組織器官時(shí)的情況要輕[42～44]。

表1 重金屬污染鳥(niǎo)類(lèi)的檢測(cè)及結(jié)果Table 1 Detection and results of heavy metal contamination in birds

Reglero等[7]研究了土壤和水體沉積物中Pb、Zn、Cd、Cu、As和 Se的污染程度,結(jié)果顯示:在河流沉積物中,污染區(qū)比正常區(qū)有更高的重金屬濃度;奧爾卡霍礦(Horcajo)垃圾堆旁邊一條小溪沉積物Pb和As的濃度最高,說(shuō)明垃圾污染的水源是重金屬Pb、As含量較高的區(qū)域。Pb能抑制牛羊血紅素的合成,導(dǎo)致貧血,對(duì)牛羊的健康產(chǎn)生影響[45]。Pb污染不僅使野生哺乳動(dòng)物貧血,還能夠降低成年馬鹿(red deer,Cervus elaphus)的骨重建率,使馬鹿骨骼發(fā)育異常,原因是Pb污染使得馬鹿成骨細(xì)胞的活性降低,而Pb污染也會(huì)在骨骼形成的不同階段產(chǎn)生影響,使骨骼提前成熟,且不利于骨骼損傷的恢復(fù)[46]。人們對(duì)Pb污染環(huán)境下的馬鹿和野豬(wild boar,Sus scrofa)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Pb污染對(duì)馬鹿骨骼發(fā)育及維生素A和維生素D促進(jìn)骨骼發(fā)育的功能有影響。Pb使馬鹿骨骼中碳酸鹽含量下降,增加骨折風(fēng)險(xiǎn),而野豬較馬鹿情況更為嚴(yán)重,這可能是由于飲食差異造成的。維生素D有助于鈣和磷的礦化,使其穩(wěn)定,維生素A能夠調(diào)節(jié)骨形成細(xì)胞的增殖和分化,并通過(guò)維生素A受體調(diào)節(jié)維生素D內(nèi)穩(wěn)態(tài)的平衡,Pb可通過(guò)影響維生素A和維生素D對(duì)野豬和馬鹿的骨骼發(fā)育產(chǎn)生影響[45～47]。此外,Pb對(duì)動(dòng)物體內(nèi)許多酶如谷胱甘肽(glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH peroxidase,GPX)都有影響。研究者對(duì)馬鹿在不同飼養(yǎng)條件下(Pb礦區(qū)與正常條件)的睪丸及精子進(jìn)行取樣,對(duì)精子活性進(jìn)行分析得出:Pb礦區(qū)飼養(yǎng)條件下馬鹿睪丸和精子中的GPX和SOD活性較正常條件下均降低,Pb污染條件下馬鹿睪丸質(zhì)量和體積增大,精子膜活力和頂體完整性降低[41]。相關(guān)團(tuán)隊(duì)針對(duì)Pb污染野生有蹄類(lèi)動(dòng)物肝臟抗氧化劑展開(kāi)研究,發(fā)現(xiàn)Pb污染降低了馬鹿體內(nèi)的GSH水平,但是雄性野豬體內(nèi)的GSH水平卻不受影響;野豬的GPX活性和Se水平高于馬鹿,馬鹿對(duì)Pb誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可能比野豬更敏感[48]。表2綜合分析了重金屬污染野生哺乳動(dòng)物的檢測(cè)結(jié)果,提示重金屬污染對(duì)于野生哺乳動(dòng)物有著嚴(yán)重、深遠(yuǎn)的影響。

3 重金屬對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物影響的分子機(jī)制

金屬作為生物必不可缺的元素一直被人們所關(guān)注,在空氣、土壤、水體、生物體內(nèi)均有不同濃度且發(fā)揮著極其重要的作用?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展,通過(guò)大量化石燃料燃燒、金屬冶煉、工業(yè)制造等活動(dòng)破壞了金屬在生態(tài)環(huán)境中的循環(huán)速度,加速了許多重金屬在野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物體內(nèi)的積累[53]。每年礦山提煉生產(chǎn)的金屬有數(shù)百萬(wàn)噸,這些金屬在用于人類(lèi)生活及商業(yè)時(shí),又會(huì)隨著生物圈重新分散在空氣、植物、動(dòng)物、水體、土壤中,最終隨食物鏈傳遞到野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物體內(nèi),造成組織器官損傷,甚至危害人類(lèi)健康。Pb、Cd、As和Hg等重金屬對(duì)動(dòng)物胚胎發(fā)育有致畸作用,甚至可以導(dǎo)致動(dòng)物胚胎死亡。其他重金屬如Mn、Co、Zn和Se等,被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物所必需的元素,對(duì)動(dòng)物生殖發(fā)育不同階段都有重要影響。過(guò)量的重金屬污染物是工業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的負(fù)面影響,需要我們?nèi)パ芯恐亟饘傥廴镜姆肿訖C(jī)制[54]。

表2 重金屬污染野生哺乳動(dòng)物的檢測(cè)及結(jié)果Table 2 Detection and results of heavy metal contamination in mammals

Pb、Cu和Zn作為研究較為普遍的重金屬在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的影響較為廣泛。Pb在生物體內(nèi)可進(jìn)行多種生化效應(yīng),破壞相關(guān)的組織、器官。有關(guān)野生動(dòng)物、家禽、家畜的研究已經(jīng)報(bào)道了Pb對(duì)野生哺乳動(dòng)物、家禽、家畜的腎毒性、肝毒性、神經(jīng)毒性、血細(xì)胞毒性、免疫毒性、生殖系統(tǒng)毒性等[3,5～6,55～57]。鉛中毒不僅能引起腎臟疾病,還會(huì)對(duì)心臟和神經(jīng)造成損傷。已有的研究也表明,低濃度的鉛對(duì)腎臟可能有著潛在影響,會(huì)通過(guò)細(xì)胞表面金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi),造成細(xì)胞內(nèi)部分蛋白質(zhì)變性,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,加速腎衰竭的速度[57]。有蹄類(lèi)對(duì)Pb十分敏感,少量的Pb便可使其中毒。這些結(jié)果表明,在Pb進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程中,重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白存在可飽和吸收機(jī)制或一些其他限制機(jī)制,能夠限制細(xì)胞對(duì)Pb的吸收[58～61]。最近有報(bào)道指出,在馬鹿的腸、腎、腦、肝中存在高親和力的Pb結(jié)合蛋白,如鈣敏感受體(calcium-sensing receptor)、胸腺素4(thymosin 4)、乙酰輔酶A結(jié)合蛋白(acyl-CoA binding protein)和MTs,Pb進(jìn)入腸、腎、腦和肝后,這些蛋白質(zhì)結(jié)合重金屬Pb使其積累在器官中,破壞正常器官的功能[61]。此外,脾臟的正常功能也會(huì)被重金屬Pb破壞,然而Pb結(jié)合蛋白在脾臟中的作用機(jī)制尚未被證實(shí),需要進(jìn)一步的研究。野生哺乳動(dòng)物受到Pb污染的情況下,腎和心臟會(huì)積聚Cu和Zn,但原因尚不清楚。Pb已經(jīng)被證明能夠誘導(dǎo)MTs的合成,使野生哺乳動(dòng)物器官產(chǎn)生癌變[62～63]。Cu和Zn可以結(jié)合MTs,而Cu和Zn在腎臟和心臟中積累的濃度較高,這一結(jié)果表明兩種金屬通過(guò)某一未知配體和兩種金屬之間的復(fù)合物在這些器官中一起沉積,MTs可能是這種配體[44]。

盡管研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)重金屬Pb、Cu和Zn能夠誘導(dǎo)MTs的產(chǎn)生,對(duì)野生哺乳動(dòng)物的器官造成損傷。但是重金屬Pb、Cu和Zn通過(guò)鈣敏感受體、胸腺素4和乙酰輔酶A結(jié)合蛋白這3種蛋白質(zhì)在野生哺乳動(dòng)物體內(nèi)積累的機(jī)制還有待闡明。金屬螯合蛋白是野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物面對(duì)重金屬污染時(shí)的一種解毒機(jī)制。這類(lèi)蛋白質(zhì)能夠在野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物的組織、細(xì)胞中結(jié)合超標(biāo)的重金屬,并將復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外,從而減輕重金屬污染對(duì)于野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物等的毒害作用。此外,許多重金屬對(duì)野生動(dòng)物免疫系統(tǒng)表現(xiàn)為免疫抑制作用,如:重金屬Cd能誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞SOD抗氧化活性升高,不利于機(jī)體免疫功能的正常作用。同時(shí),重金屬Cd可通過(guò)抑制T淋巴細(xì)胞的增殖引起T淋巴細(xì)胞亞群改變,比如:L3T4+和L3T4+/Lyt2+亞群降低,Lyt2+亞群升高。Cd還可以抑制巨噬細(xì)胞的活性,導(dǎo)致免疫力下降,給有機(jī)體帶來(lái)危害[50,52]。

4 展望

重金屬污染在野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物中的影響日益增加,越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視,重金屬Hg和Pb是常見(jiàn)的野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物污染物。下面我們將結(jié)合重金屬污染問(wèn)題的最新進(jìn)展,展望對(duì)于重金屬污染問(wèn)題的預(yù)防和解決措施,以達(dá)到消除重金屬污染的目的,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)Hg重金屬超標(biāo)會(huì)使雌性哺乳動(dòng)物乳汁含Hg超標(biāo),致使野生哺乳動(dòng)物幼崽畸形,增加腎臟和肝臟的衰竭,嚴(yán)重影響野生哺乳動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。針對(duì)該現(xiàn)象,可以從以下幾點(diǎn)開(kāi)展深入探討:重金屬Hg在哺乳動(dòng)物母體中是通過(guò)什么途徑分泌到乳汁中的？我們是否能夠阻斷重金屬進(jìn)入乳汁中的途徑從而保護(hù)幼崽的安全？重金屬Hg又是如何破壞幼崽的正常生長(zhǎng)發(fā)育？2)自然環(huán)境中廢舊電池隨意排放,產(chǎn)生的Hg和Pb都是野生鳥(niǎo)類(lèi)和野生哺乳動(dòng)物最易接觸到的重金屬污染物。已有報(bào)道顯示,Pb污染降低了成年馬鹿精子的頂體完整性;重金屬Pb能夠致使精子中GSH過(guò)氧化物酶活性增加,精子DNA損傷增高。那么重金屬Pb如何進(jìn)入睪丸？與何種物質(zhì)結(jié)合？又怎么影響精原細(xì)胞的減數(shù)分裂？重金屬Pb如何調(diào)控精子中相關(guān)基因的表達(dá)？又如何從分子生物學(xué)的角度解釋頂體完整性被破壞的分子機(jī)制？3)隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,利用微生物氧化還原反應(yīng)對(duì)環(huán)境中的重金屬離子進(jìn)行還原,生成納米金屬顆粒、納米金屬化合物等已經(jīng)取得成功。研究者可利用微生物的氧化還原反應(yīng)去治理重金屬礦區(qū)和生活垃圾排放到環(huán)境中的重金屬,使其不能夠被植物、動(dòng)物吸收,不能夠擴(kuò)散到環(huán)境中,從源頭解決重金屬污染問(wèn)題[64];4)顯微技術(shù)的進(jìn)步,特別是熒光標(biāo)記技術(shù)和電子顯微鏡技術(shù),極大地促進(jìn)了重金屬對(duì)野生動(dòng)物污染分子機(jī)制的研究。研究者可以利用模式動(dòng)物,結(jié)合熒光標(biāo)記顯微技術(shù)來(lái)確定重金屬進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后作用于哪些細(xì)胞中;5)植物作為重金屬傳遞給野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物中重要的食物鏈一環(huán),我們可在植物吸收重金屬后采取相關(guān)措施,使得重金屬固定在植物體內(nèi)或者從植物體內(nèi)排出,從而使其不能傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí);6)銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及其他金屬在植物根系吸收過(guò)程中的分子機(jī)制已經(jīng)被報(bào)道出來(lái),可以利用植物吸收轉(zhuǎn)化重金屬的功能,將土壤、大氣、水源等中的重金屬轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi),隨后通過(guò)處理重金屬超標(biāo)的植物來(lái)治理重金屬污染區(qū)域,恢復(fù)正常生態(tài)[65];7)目前有關(guān)重金屬污染對(duì)野生哺乳動(dòng)物尤其是大型獸類(lèi)影響的研究仍較少,可能是物種個(gè)體不易取材、個(gè)體稀缺等原因,為了保護(hù)瀕危物種,需要進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)工作。

重金屬在生物體內(nèi)難以代謝,對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物造成的傷害和危害往往是不可逆的,甚至?xí)绊懸吧鷦?dòng)物后代乃至種群,從而造成生態(tài)失衡。無(wú)論是從保護(hù)野生動(dòng)物還是從生態(tài)安全角度出發(fā),治理重金屬污染都迫在眉睫。由于重金屬一旦污染,難以消除,而且各種重金屬元素的消除方法也不盡相同,治理過(guò)程非常困難。因此,加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)重工業(yè)管理是可行的、從源頭解決重金屬污染的措施之一。此外,改良土壤、合理施肥可以減少植物對(duì)重金屬的吸收,減少對(duì)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞。對(duì)于野生鳥(niǎo)類(lèi)、野生哺乳動(dòng)物而言,我們需要共同保護(hù)它們的棲息地環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。