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鱼类被迫"服用"抗抑郁药?60种药物在水生生物体出现

作者: 文章来源: 点击数: 更新时间:2018年11月09日

  来源:科研圈

  11 月 6 日,《自然-通讯》的一篇论文指出,研究人员在澳大利亚墨尔本附近六条河流中的水生无脊椎动物和河岸蜘蛛体内检测到了 60 多种药物化合物,包括抗抑郁药、止痛药、抗生素和抗组胺药。作者认为药物是在蜘蛛食用无脊椎动物时被转移到蜘蛛身上的。初步估计表明,位于食物链上游的鸭嘴兽和褐鳟在理论上可能因为饮食而被暴露于某些药物,其剂量可能高达人类剂量的 50% 。

  人类在服用药物的时候,并不会将它们 100% 吸收掉。那些没被吸收的部分会被我们的身体排泄出来,进入排污管道。经过污水处理系统的处理后,汇入溪流或其他水路。

  但是这个净化过程并不能将这些残留药物过滤掉。11 月 6 日发表在 Nature Communications 上的一项研究表明,这种残留药物的排放对河流生态系统的影响之大,超乎我们的想象。

  在澳大利亚,研究人员在墨尔本附近六条河流中的水生无脊椎动物,以及它们的捕食者河岸蜘蛛体内检测到了 60 多种人用药物。研究人员有理由担心这会对食物链上游的捕食者——例如褐鳟和鸭嘴兽产生更加深远和复杂的影响。

图片来源:The Scientist Magazine图片来源:The Scientist Magazine

  无声潜入

  淡水水生无脊椎动物是全球溪流生态系统的基础成员。它们是生活在岩石和倒塌树木下的小生物,以藻类、落叶、甚至彼此为食,以保持生态系统的正常运行。蜗牛、蠕虫、贻贝、小龙虾、以及蜻蜓等昆虫的幼虫都属于这类生物。

  这项新研究由当时在莫纳什大学(Monash University)工作的 Erinn Richmond 领导,他和他的研究团队对这些水生无脊椎动物对造成河流污染的化合物的吸收情况,特别是对药物化合物的吸收情况感兴趣。

  Richmond 选择了澳大利亚墨尔本附近的六条河流,从中收集水生无脊椎动物。这六条河流既有被废水高度污染的,也有相对清洁的——被污染程度呈梯度分布。

  然后,研究团队使用一种名为液相色谱-质谱(LC-MS)的技术检测了无脊椎动物体内的化合物。液相色谱能够分离并鉴别不同的化合物,接下来质谱可以测量每种化合物离子的质量与电荷的比值,根据质荷比就能够鉴定不同的化合物。

  在采集到的所有无脊椎动物样本体内,研究者检测到了 69 种不同的药物化合物。而且每个无脊椎动物体内都能检测到至少一种药物,即使是从最清澈的河流中采集到的样本也不例外。

在毛翅蝇幼虫体内检测到的各种药物浓度。  图片来源:论文在毛翅蝇幼虫体内检测到的各种药物浓度。  图片来源:论文

  “我们对化合物的多样性感到非常震惊,” Richmond 说。“我们预料到了位于废水处理厂直接排放处的下游水域会有更高程度的(药物化合物)污染,但我们还是被这个测出来的(被药物污染的生物样本)数值吓着了。”

  “嗑药”的蜘蛛

  这些水生无脊椎动物中很大一部分会在发育结束后离开水生环境,成为在陆地上生活的昆虫。这意味着它们可能会被蜘蛛等陆地捕食者吃掉。

  因此,为了了解水体中的药物污染是否会被这些昆虫其带到陆地上,科学家们还检测了河岸蜘蛛,这些蜘蛛专门捕食那些幼虫在水中生活、成虫在陆地上生活的昆虫。

  他们在蜘蛛体内发现了 66 种药物化合物的痕迹。在一些采样点,蜘蛛体内的药物浓度比它附近的水生无脊椎动物甚至高了一个数量级。

  这表明这些化合物中的一部分会造成生物富集效应,也就是随着它们在食物链中的层层上升,它们在宿主体内的浓度会变得越来越高。一只蜘蛛会吃掉很多昆虫,所以一旦某种化合物积聚在昆虫体内,捕食它们的蜘蛛就会暴露在更高水平的污染之下。

  不过现在下结论还为时尚早:研究人员发现,在污染最严重的采样点,蜘蛛体内的药物浓度低于水生无脊椎动物体内的药物浓度,而不是更高。这可能表明生活在这个采样点的蜘蛛所捕食的水生无脊椎动物数量,比那些生活在污染较少的水体边的蜘蛛要少。不过这也只是个猜测,因为目前尚缺乏更直接的证据。

  无论这种污染造成的富集和放大效应如何,存在于水体中的众多药物化合物会通过食物链的传播出现在陆地上,这一点是毋庸置疑的。

  褐鳟和鸭嘴兽的危机

  研究人员最后研究了这些药物对澳大利亚河流生态系统中位于食物链顶层的两种捕食者的影响:外来物种褐鳟(又名棕鲑),以及澳大利亚本地物种鸭嘴兽。褐鳟是能够带来高经济价值的食用鱼类,常出现在世界各地的餐桌上。鸭嘴兽目前只生活在澳大利亚,2500 万年前就已出现,被称为生物界的活化石。二者都以河流中的水生无脊椎动物为食,因此研究人员希望估算出它们可能接触到多少这类药物污染。

捕食中的鸭嘴兽。图片来源:Medical News Today捕食中的鸭嘴兽。图片来源:Medical News Today

  根据在无脊椎动物体内测量到的药物浓度,以及捕食者的一般摄入量推算,科学家们发现这两种捕食者可能每天会摄入 22 种不同种类的药物,摄入量约为人类剂量的 2% 至 10% 。

  一个值得注意的例外是抗抑郁药:科学家估计褐鳟每天的摄入剂量几乎是人类剂量的 30%,而鸭嘴兽则接近 50% 。Richmond 认为这可能是因为这些药物的使用率以及在水系中的稳定性均高于其他类型的药物,这使得它们能够在水体环境和动物体内保持较高的浓度。

科学家估计褐鳟每天的抗抑郁药摄入剂量几乎是人类剂量的 30%,而鸭嘴兽则接近 50%。图片来源:论文科学家估计褐鳟每天的抗抑郁药摄入剂量几乎是人类剂量的 30%,而鸭嘴兽则接近 50%。图片来源:论文

  随着人口数量的增长,人类对药物及个人护理产品的使用也会增加,未来还需要更多的研究来明确全球范围内药物污染问题的严重程度,以及这种药物浓度对食物链和食物网的影响。


 

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