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研究记录了汞对鸣禽繁殖的影响

A bird in the hand
一只鸟在手 克莱尔·瓦里安·拉莫斯与一只斑胸草雀合影,这是汞污染对鸣禽繁殖成功影响研究的一部分。她是一篇研究不同剂量汞影响的论文的主要作者。杰西卡·斯皮克勒摄

汞会对鸣禽种群造成伤害,即使是亚致死剂量。

William & 玛丽对圈养鸟类进行的研究表明,随着汞剂量的增加,繁殖成功率下降。该研究结果发表在同行评议期刊《公共科学图书馆·综合》上,对生活在汞污染地区的野生鸟类有严重影响。

在这项研究的背景下,当小鸡成熟到足以独立于父母时,“繁殖成功”就实现了。研究人员还比较了在鸟类一生中接受汞治疗的鸟类和仅在成年期接受汞治疗的鸟类的影响。结果令人惊讶:有证据表明,一些剂量最大的鸟类的后代比它们的父母一代对汞的影响表现出更高的耐受性。

该论文的第一作者克莱尔·w·瓦里安·拉莫斯(Claire W. Varian-Ramos)在威廉玛丽大学(William & 玛丽)担任博士后研究员期间进行了这项研究。她现在在科罗拉多州立大学普韦布洛分校任教。其他作者是Dan Cristol和John Swaddle,他们都是William & 玛丽学院生物系的教授。研究人员指出,他们的研究是汞对鸣禽繁殖影响的第一个实验文件。

这些对照研究是由E.I. DuPont de Nemours and Co.资助的。它们为多年的实地观察提供了佳博体育背景,主要是在谢南多厄山谷。克里斯托尔研究了韦恩斯伯勒附近一个被工业汞污染的地点附近的鸟类和它们的猎物。土壤和水中的细菌对汞进行加工,将其转化为有毒的甲基汞,甲基汞在食物链中上升时会进行生物积累。谢南多厄大学的研究发现,鸟类通过它们的食物(主要是昆虫和蜘蛛)摄入汞。

瓦里安-拉莫斯解释说:“我们在实地发现,有很好的证据表明这些鸟类处于危险之中,但还没有对这些鸟类进行任何实验剂量研究,以证实在实地看到的影响。”

科学家们将一组斑马雀暴露在食物中四种汞含量中的一种:百万分之0.3、0.6、1.2和2.4。

克里斯托尔说:“除了最高的水平,每一个水平都与野外的汞含量相对应。”“最高水位是你能想象到的最糟糕的情况,我不知道是否有人找到了那个地方。”

即使是接受最低汞含量的鸟类。百万分之三的人繁殖成功率下降了15%。

“只是作为一个参考框架,你在杂货店买的金枪鱼罐头大约含有百万分之0.5,”瓦里安-拉莫斯说。“这与你在许多污染地点发现的鸟类猎物相似。”Zebra finches make good lab proxies for wild songbirds for a number of reasons, including being prolific breeders in captivity. Photo by Zach Souliere.

其他组的鸟被注射了百万分之0.6、1.2和2.4的剂量,繁殖成功率相应下降。接受最高剂量(2.4 ppm)的鸟类的繁殖率下降了50%。

汞对下蛋的数量和孵化率没有影响,但父母接触汞的雏鸟羽翼丰满——能够独立于父母行动——的比例比对照组的雏鸟要低。瓦里安-拉莫斯指出,较低的羽化率与其他研究一致,这些研究表明,汞对发育中的神经系统的影响比对成年人的影响更大。因此,终生接触汞的鸟类比成年接触组对中等剂量的汞表现出更大的敏感性

“这在包括人类在内的许多物种中都被证明是正确的,”她说。“当谈到人体健康时,汞对发育中的胎儿和幼儿的影响要比对成年人的影响大得多。”

研究人员对汞含量最高的鸟类后代的繁殖率进行了检查,结果令他们感到惊讶。克里斯托尔指出,这些鸟,在遭受50%损失的群体中幸存下来,比它们的父母表现出出乎意料的更好的繁殖率。

克里斯托尔说:“看起来我们人为地选择了一代人对汞的抗性,同样的过程也推动了微生物对抗生素的耐药性和细菌对农药的耐药性的进化。”

他补充说,幸存下来的鸟类可能遗传了一种机制,可以将甲基汞排出体外,通过羽毛排出或处理。也有可能是鸟类将汞结合在了它们的内脏里。

研究人员担心他们的结果可能会被误解,并被用来证明汞污染对鸣禽并不是特别有害。克里斯托尔强调,耐汞的鸟类是受控实验的一部分,除了汞,它们不会面临野生鸟类所面临的挑战。除了影响它们后代的羽化率,汞也影响了成年鸟。有证据表明,汞会降低鸟类躲避捕食者的能力,甚至会降低鸟类寻找食物的能力。

克里斯托尔说,这些鸟很少对一个偶然的观察者表现出任何痛苦的迹象。克里斯托尔举例说,那些接受了1.2毫汞剂量的鸟看起来非常健康,而且它们的产仔率仍然是不接受汞剂量的鸟的70%。

“但那是在囚禁中,”他强调说。“它们所要做的就是拿到食物,然后飞过笼子,飞向它们的孩子。”

他说,同样的鸟被放在一个房间大小的舞台上,并被要求回忆10个不同的喂食器中哪一个装满了食物,注射汞的鸟在一个小时的时间里都记不住。他说,对照组的鸟两天后飞到了正确的喂食器。

他说:“如果你把这些鸟放在野外,它们的记忆受损到一个小时内都记不住任何关于空间位置的事情,它们就永远活不下来。”“然而,在笼子里,我们看到繁殖率下降了30%。”