受汞困扰的鸣禽在迁徙过程中会受到额外的冲击
迁徙对鸣禽来说很困难。它的通勤路线长达数千英里——根据季节的不同,向北或向南——这段旅程通常包括在墨西哥湾上空的不间断飞行,甚至几乎沿着北美和南美的整个海岸线飞行。
进化使候鸟具备了进行长途旅行所必需的身体特征。但是进化几乎从来没有提供多余的,Dan Cristol说,成功的迁徙对于单个鸟类来说通常是一个偶然的命题。
克里斯托尔是威廉玛丽大学生物系的教授,他是一篇新论文的作者之一,该论文证实了候鸟面临的另一个挑战,除了天气的变化、捕食者和撞到风力涡轮机或窗户的厄运之外。这篇题为《模拟鸣禽迁徙禁食期间瘦组织中汞的动员》的论文表明,摄入汞的鸟类在受到与迁徙过程相似的条件时,神经毒素会激增。
这篇论文发表在著名的自然出版集团旗下同行评议期刊《科学报告》上。克里斯托尔这篇论文的合著者是马萨诸塞大学阿默斯特分校的亚历山大·格森,以及大空心自然保护区和环境咨询公司AKRF的查德·l·西瓦根。
克里斯托尔和他的合著者用家养斑胸草雀来模拟鸣禽的迁徙条件。这是十几篇论文中最新的一篇,通过一系列以斑胸草雀为模型的对照研究,探讨了汞对鸣禽的影响。
克里斯托尔说:“每篇论文都提出了一个完全不同的问题。“例如,其中一个是关于汞是否会影响免疫系统。另一个是关于它是否影响歌唱行为。这是关于在移民过程中汞含量是否会激增。”
答案是肯定的。克里斯托尔和他的同事们发现,像迁徙一样的身体压力会把积累的汞冲回鸟类的血液中。他解释说,鸟类和其他生物一样,从各种环境污染物中摄取汞。
细菌通过甲基化过程改变环境中汞的化学成分。他指出,甲基化的汞才是真正有毒的。
克里斯托尔解释说,当鸟类在没有食物的情况下,就像它们在迁徙过程中所做的那样,它们开始代谢自己的蛋白质。
“这是迁徙过程中的一个正常过程:你耗尽了所有储存的脂肪,然后开始‘消化’帮助你飞行的肌肉,”他说。
他补充说,甲基汞具有与肌肉和蛋白质结合的化学亲和力,而到达目的地的鸟类通常会代谢掉很大一部分肌肉组织。
克里斯托尔说:“你最终会将储存在肌肉组织中的汞释放回血液中。”
血液中的汞不可避免地会进入鸟类的大脑。释放神经毒素的效果尚不清楚,但克里斯托尔有一些想法。首先,水星会影响鸟类的导航能力,导致它们迷失方向。还有一种可能是,一只鸟到达时饥肠辘辘,需要立即补充食物,但由于汞中毒,它根本不想吃东西。
斑胸草雀的研究是在威廉玛丽的鸟舍设施中进行的。服用了药物的鸟类要进行短暂的禁食,克里斯托尔称之为“模拟非常温和的迁徙”。
一些鸟也被放置在一个类似仓鼠轮的跑步机装置中进行锻炼。禁食和/或锻炼的鸟的血液汞含量明显高于不禁食的对照组。较高的汞含量与鸟类瘦质量的下降是一致的,这是在鸟舍停车场的卡车上安装的核磁共振仪测量的。
克里斯托尔在研究了汞对鸟类的影响后,开始了对雀类的研究,特别是在弗吉尼亚州韦恩斯伯勒附近的南河地区。该地区受到工业汞污染的严重打击,他的调查得到了E.I. DuPont de Nemours and Co.的资助。
克里斯托尔解释说:“汞是一种神经毒素,我们发现它会严重影响鸟类的记忆能力。”“在野外,鸟类必须记住它们的巢在哪里。他们还必须记住昨天的食物在哪里,因为今天可能还在同一个地方。”
科学报告论文中的研究对候鸟有严重的影响。
斑胸草雀原产于澳大利亚,克里斯托尔说,斑胸草雀除了是宠物店交易的中流砥柱外,几十年的驯化也使这种鸟成为研究的理想雀鸟模型。克里斯托尔说:“它们的基因组甚至已经被完全测序了。”他补充说,这些雀类揭示了科学家不可能从野外鸟类那里获得的秘密。
“我们认为对照研究有点像对我们在该领域发现的东西的检查。在这个领域,这些都是相关的。这些鸟舍研究让我们表明,汞确实有因果关系。”“我们真正想做的是找出汞影响这种可以应用于野生种群的模式鸣禽物种的主要领域。以及需要多少汞才会引起问题。”
例如,克里斯托尔说,实地研究表明,生活在高汞地区的鸟类繁殖成功率较低,这导致了汞是罪魁祸首的假设。
他解释说:“我们可以说,我们认为这是汞,但在鸟舍里,我们可以给鸟类注射汞,并有一组没有汞的鸟类作为对照,这样就可以确定了。”