展示野生雄蛙的雌性化

野生雄蛙的雌性化Feminizationofmalefrogsinthewild第十九组：魏小曼吕勤古再丽柯孜廖水林讲述内容▶文章内容介绍▶Atrazine（阿特拉津）知识扩充文本文献来源：TyroneHayesandKellyHastonandMableTsuiandAnhthuHoangandCathrynHaeffele,AaronVonk，Nature，2002,419:895~896关键词Feminization雌性化Atrazine阿特拉津Atrazine（阿特拉津）Atrazine（阿特拉津）是一种在世界范围内广泛使用的中等偏低毒性除草剂，国外使用该除草剂已有50年历史，曾被认为是生态安全的除草剂，由于使用量大、残留期长，农田用后随着地表径流、淋溶、沉降等多种途径进入地表水和地下水，它在水中能抵抗自然的递降分解作用，从而对水生态系统和饮用水源构成威胁，近来不断有阿特拉津污染事件的报道，已有的研究证明阿特拉津对动物的生殖功能有极大的影响，被世界野生动物基金会列为环境荷尔蒙（内分泌干扰剂）的可疑物质，有扰乱内分泌的作用，是人类潜在的致癌物。为了观察Atrazine在两栖环境中的生物上的影响和证实野生美洲豹蛙的雄蛙性腺异常（主要是些弱智发展和一些雌雄同体类型）是否受除草剂的影响，美国科学家做了与之有关的实验。实验材料▶Atrazine：是在美国最常用的除草剂，适用于玉米、高粱、甘蔗等旱田作物除草，尤其对玉米有较好的选择性（因玉米体内有解毒机制）▶野生美洲：豹蛙（美国分布最广）实验思路想要证实水性除草剂Atrazine对野生美洲豹蛙的影响设计实验室受控实验研究Atrazine对豹蛙的影响结果设计野外实验与实验室实验相结合，对比实验结果对实验结果做对比分析，得出实验结论实验方案▶实验室实验：豹纹蛙从幼体到收尾即整个变态发育过程都暴露在0，0.01，0.1，1.0，10.0，25μg/L的低阿特拉津浓度梯度下（每30个幼虫一个实验；n=3），22°C条件下喂养，研究其生理反应。▶野外实验：从犹他州到爱荷华的横断面选取了8个检测点，采集自然豹蛙样本与实验室条件下进行对应比较。在受测范围内，选取了不同的非农业区进行水样检测。实验数据A（ug/L)性状观察0.125有变性反应（雄性荷尔蒙转变为雌性荷尔蒙）29%8%雄性性腺发育不全36%12%实验室数据实验数据野外数据：水样检测结果：只有一个地方即犹他州的Juab郡Atrazine用量水平低于我们的检测限(0.1ug/L)性状观察结果：Juab郡是唯一没有在当地豹蛙中发现睾丸状卵母细胞的地方。所有Atrazine销量大于0.4Kg/Km2且水中莠去津量大于0.2ug/L的受测区都被发现有带雄性睾丸状卵母细胞的豹蛙存在从怀俄明州卡本县收集的雄蛙的左侧性腺组织横切面（厚8微米，被马洛里三色染料染色）显示出睾丸状的卵子。实验结论▶实验室结论：由此可见低于环境中典型浓度的Atrazine就可诱导美洲豹纹蛙雄性特征丧失和雌雄同体，破坏两栖类动物的性腺发育▶野外实验结论：观察的异常性状都与实验室中对同一物种用Atrazine诱导出的形态变异相似。这种雌雄同体的现象在没有Atrazine的地方表现并不明显，科学家认为，Atrazine是造成野生动物出现性别变异的原因，尽管还可能存在导致类似后果的其它污染源。实验分析▶Atrazine蛙中的Aromatase酶的含量雄激素转化为雌激素导致部分雌性化▶受影响的雄蛙性器官中，Aromatase含量较高，但其血液中雄激素水平却反常的低。小结世界上最常用的除草剂之一——Atrazine（阿特拉津）在水源中普遍存在，而它可能导致了两栖动物的性别变异。美国中西部地区的野生豹蛙出现的雌雄同体趋势和Atrazine有很大关系。由于在没有Atrazine的地方，雌雄同体现象不明显，所以科学家们认为，Atrazine是造成野生动物出现性别变异的原因，尽管可能存在导致类似后果的其它污染源。该研究报告警告说，变性现象可能不只是存在于豹蛙中，Atrazine对所有的两栖类物种可能都是一种威胁。而且Atrazine是两栖动物数量锐减的主要怀疑对象。关于阿特拉津阿特拉津的性质和发展历史阿特拉津的使用和除草原理阿特拉津的影响解除阿特拉津药害的几项措施Atrazine•化学名称：2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1，3，5-三嗪；•中文名称：阿特拉津、莠去津Atrazine•发展历史：由Geigy化学公司1952年研制开发→1958年申请瑞士专利→1959年投入商业生产→世界各国得到了广泛地应用和推广,成为世界上使用最为广泛也是最重要的除草剂之一→2002年居世界第十大除草剂目前,有80多个国家在使用这种除草剂。在美国中部,每年要使用数千吨这种除草剂于玉米田中,占其除草剂使用量的60%。在我国华北和东北地区,阿特拉津及其混剂仍作为玉米田最重要的除草剂。•使用和除草原理阿特拉津是一种抑制光合作用的持久性旱地广谱除草剂，可防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草，对某些多年生杂草也有一定的抑制作用，主要用于玉米、高粱、甘蔗、茶园和果园除草。它是一种选择性内吸传导型苗前、苗后除草剂，以根部吸收为主，茎叶吸收很少。药剂在植体内迅速传导到植物分生组织及叶部，干扰抑制光合作用，破坏叶绿素、阻碍碳水化合物的合成、碳源的还原和细胞中CO2的还原，使杂草致死。玉米等抗性作物体内有玉米酮酶，可将药剂分解成无毒物质，因此玉米等作物不会被杀死。由于光合代谢途径仅存在于植物中，故阿特拉津对植物的毒性远大于对动物的毒性。阿特拉津常用剂型为40%和38%悬浮剂、50%可湿性粉剂。阿特拉津的影响杂草在农业栽培系统中，对作物生产构成了显著而且具有延续性的制约，在世界大部份地区的农田，除草剂已成为杂草防治的主要手段，其使用也给人们提出了对生存环境影响的问题，表现为在植物体中吸收与代谢，在土壤环境中吸附、移动至环境水体中，在水生生物体内累积与释放。（一）对水环境的影响阿特拉津易在土壤或沉积物中向下迁移而进入地下水，从而造成地下水污染；混入雨水、溪流中，而对环境造成危害。在水中阿特拉津的衰减受其结构均三氮苯环的影响，该环能抵抗微生物的进攻。阿特拉津的残留物在世界许多国家和地区的地表水和地下水中已有检出。法国50%的地表水和52%的地下水中都发现了它的残留，且残留量经常超过欧盟所规定的0.1微克/升的标准。在美国每逢春天来临，水中的阿特拉津量会经常超过饮用水的安全标准，1993年整个密西西比河流25%的水质都是如此。在我国，特别是北方，阿特拉津对土壤、地下水和表面水的污染已相当严重，工业废水毒死水稻幼苗的事件曾几度发生，北京市备用水源官厅水库的阿特拉津含量已达到临界值（0.67~3.9微克/升）。（二）对土壤的影响阿特拉津对杂草有很强的杀伤力，但其最大的缺点是有隐性药害，残效期较长，它不易流失可以留在土壤及水中超过一年的时间。农田中的残留对后茬作物如小麦、大豆、谷子和甜菜等有药害，长期种植玉米的地块改种蔬菜等作物会经常死苗，这种情况的出现就是玉米田里长期使用含阿特拉津造成的，阿特拉津对双子叶、阔叶类作物有影响，所以玉米田下不能种植蔬菜、豆类、花生等作物，残留量大的地块三四年内无法缓解土壤中的含量。阿特拉津在土壤中的残留主要受土壤生物和土壤酸碱度的影响，在土壤中有两种代谢途径：化学降解和微生物降解。在特定的土壤中两种代谢的作用强弱不同，据报道在25℃、pH4的环境中阿特拉津的半衰期为244天；残留在土壤中的阿特拉津可以与铜、锌、镉等金属形成复合物，也可以与土壤腐殖质相结合，这种结合残留对整个生态系统构成潜在威胁，在施用9年后的土壤中，50%阿特拉津以结合态存在，这些残留物通过自然环境因素的相互作用无法除去。（三）对动植物的影响美国自然资源保护协会(NRDC)引用美国环保局(EPA)的风险评估报告指出,阿特拉津对濒危鱼类、水生无脊椎动物以及陆生和水生植物造成危害,可能对濒危两栖和爬行动物产生不利影响,尤其是对蛙类有性别逆转作用。阿特拉津浓度0.1μg/L时,蛙类出现雌雄同体现象。阿特拉津浓度达到3g/kg时,可使仓鼠染色体破裂。阿特拉津对水生低等动物毒性非常大,在0.5～2mg/L浓度下,阿特拉津至少可把水底节肢动物、松藻虫、牛虻、摇蚊、毛翅目的幼虫及寡母刚等的数量减少50%。另外,阿特拉津能有效抑制植物和藻类的光合作用和生长。（四）对人类影响美国、日本和欧盟等国均把阿特拉津列入内分泌干扰剂化合物名单。长期暴露在阿特拉津中,人的免疫系统、淋巴系统、生殖系统、内分泌系统都会受到影响,有可能产生畸形、诱导有机体突变。有研究报道,阿特拉津可能对人体具有致癌性,同时它也可能造成人类心血管系统发生问题和再生繁殖困难。最近的研究报告指出,在十种会对内分泌造成干扰的化学药剂中,阿特拉津对女性内分泌系统造成的严重后果仅次于DDT,但也有人认为阿特拉津的毒性并非很大。解除阿特拉津药害的几项措施：（1）采用阿特拉津与其它除草剂及助剂的混用，阿特拉津与酰胺类除草剂混用，增效剂或助剂与阿特拉津混用；（2）培育抗除草剂作物品，从基因上改造，一类为细胞核控制的抗性基因，另一类为细胞质控制的抗性基因；（3）利用除草剂安全剂的解毒作用，在喷施除草剂前先用安全及处理种子。由于阿特拉津被认为是一种最具污染力的农药，目前，包括德国、法国、瑞典在内的欧洲,个国家禁止使用；在北美仍被应用，现在已经造成了广泛的污染，在降水以及地表径流中都能找到它的踪迹；美国农民每年要使用约27,000吨阿特拉津以保护玉米及其它谷物免受野草危害，公众强烈呼吁禁止使用，目前，美国国家环保局正在审阅有关的研究结论，以决定是否继续允许这种除草剂在美国境内销售。1、叶新强，鲁岩，张恒除草剂阿特拉津的使用与危害，环境科学与管理，2006，,3（8）：95~972、杨梅,林忠胜,姚子伟,马永安，三嗪类除草剂莠去津的研究进展，农药科学与管理，2006,25(11)：31~373、范润珍,莠去津的药害问题及药害防范技术研究概述,农药科学与管理，2003，24(1)：20~23参考文献THANKS第十九组：魏小曼吕勤古再丽柯孜廖水林