中華鱘畸變之謎

每年11月，是國家一級瀕危動物中華鱘的傳統繁殖季節，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，眼睛和軀體出現畸形，其中，幼魚眼睛缺陷的發生率為1.2％，軀體畸形發生率為6.3％，這為中華鱘種群的正常繁衍蒙上了陰影。

導致它們畸變的罪魁禍首到底是誰?

人們最終發現，環境污染是導致這一結果的根本原因。

化學物質帶來的環境污染

當今社會，化學物質給我們的生活帶來了極大便利；然而，種類繁多、理化性質各異的化學物質，在生產、運輸、使用和廢棄過程中，會通過多種途徑進入環境，進而對人類和其他生物產生危害。環境和生態效應之間的關系正越來越受到國際社會的廣泛關注。特別是一些化學物質，盡管在環境中的濃度非常低，但由于可以沿著食物鏈的營養層級逐步累積，從而造成在高等生物體內的高富集。

其實，關于污染物劑量與毒性的關系，科學家早有定論。早在15世紀，“毒理學之父”帕拉塞爾蘇斯就曾說過：“任何物質都是有毒的，只不過產生毒性效應時的劑量不同而已。”通俗地講，就是劑量決定毒性。

當位于食物鏈高層的生物體內，化學物質富集到一定程度之后，就會影響到這些生物的健康。更為可怕的是，化學物質還會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

了解化學物質對環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。

在船舶工業中，有機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得到公認的、具有確鑿證據能夠干擾生物體內分泌系統的化學物質。實驗室模擬和野外觀測證實，三丁基錫能夠導致貝類的雄化，影響它們的繁殖，并最終使得一些地方貝類的種群數量急劇減少，雖然三苯基錫也同樣用于船舶涂料領域，但由于使用量遠低于三丁基錫，因此，在以往的研究中，科學界對于它的關注程度相對較低。

然而，我們在對渤海灣水體、沉積物和整個食物鏈中不同營養層級生物(浮游植物／動物、底棲生物貝類、蝦、蟹和各種魚類)的監測中發現，盡管水體和沉積物中三丁基錫的濃度遠高于三苯基錫濃度(水體中的三苯基錫濃度低于檢測下限)，甚至在浮游動植物，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，但在位于水生生態系統頂端的魚類體內，三苯基錫的濃度遠遠高于三丁基錫。這是由于三苯基錫在生物體內的濃度是隨著營養層級的升高而逐步加大的，三丁基錫則不會出現這樣的累積現象，從而使得位于食物鏈頂端的魚類體內三苯基錫的濃度遠高于三丁基錫。

三苯基錫是如何富集的

由于富集于生物體內的化學物質會經由血液循環被分配至不同的內臟器官，作為雌性生物體組成部分的魚卵等，自然同樣會富集化學物質。

在水生生態系統中，中華鱘處于上層，進行繁殖時通常年齡已經較大，化學污染物在生物體內的富集通常都是隨著年齡的增長而增強。以雌性中華鱘為例，它們要在14歲左右才開始產卵，因此其體內難免富集了更多的化學物質，對子代的影響相應也更大。

為了解三苯基錫等物質在中華鱘體內的分布情況，我們采集了中華鱘的肝臟、脂肪、腎臟、心臟、腸胃、魚卵等器官，來檢測其中的三丁基錫、三苯基錫及其代謝產物，結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，富集在中華鱘體內的三苯基錫可以通過母親傳遞給魚卵，使得胚胎在發育過程中就受到三苯基錫的影響。

為了驗證中華鱘體內三苯基錫對胚胎可能產生的影響，我們將實驗魚種——青鰣親魚放在添加有三苯基錫的水中，發現其子代中有一定比率的雙眼或者單眼缺損和軀體畸變現象，并且子代的繁殖能力也顯著降低了，而且這種毒性效應呈現劑量一效應關系。

中華鱘的畸形

發生在實驗動物中的傳代毒性會不會同樣發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生概率有多大，結果發現了同野外觀察發生程度相近的畸變現象。

考慮到中華鱘體內除了三苯基錫以外，還存在著三丁基錫的代謝產物和其他高富集性物質，如多氯聯苯。為證實這些物質是否也會導致相似的畸變，我們同樣用顯微注射方法進行胚胎發育毒性實驗。結果表明，中華鱘體內殘留的較高濃度三丁基錫代謝產物并未導致胚胎畸變，多氯聯苯雖然能導致一定比率的軀體彎曲，但發生率很低。

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

實驗還表明，當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，青鳉魚的繁殖力會急劇下降，當青鳉魚幼魚眼畸變發生率為2％時，成魚的繁殖能力(從產卵到存活幼魚)會降低40％左右。雖然我們尚無法進一步驗證，但我們推測三苯基錫不僅影響了青鏘魚的繁殖，也會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容易觀測的現象，所以可以被用作衡量三苯基錫污染導致魚群繁殖能力降低程度的一個指示。

持續的三苯基鑷污染

長期以來，魚類資源的減少和魚種滅絕現象，一直被認為主要是由于過度捕撈和棲息地遭到破壞造成的；包括化學品在內的環境污染，以往常常只是作為模糊的第三位因素來對待。中華鱘與三苯基錫的關系，卻清晰地給出了環境污染和魚類資源減少、魚種滅絕之間存在的邏輯關聯。雖然我們還不能確認中華鱘體內富集的三苯基錫，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。

盡管全球不少國家和地區全面禁止使用三苯基錫，但三苯基錫的污染仍舊是一個全球性問題，因為三苯基錫具有很強的穩定性，難以降解，過去排放到環境中的三苯基錫能夠通過水環境界面、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，對生態環境的危害也將會長期持續下去。(文章代碼：100921)