科学家们多年来已经知道，人类药物，从抗炎药到避孕药中的激素，最终会进入水道，影响鱼类和其他水生生物。但研究人员才刚刚开始整理这些药物似乎正在产生的许多影响。这对鱼类来说不是好消息。
其中一种药物，氟西汀，是抗抑郁药百忧解的活性成分。像其他一些药物一样，氟西汀在服用它的人的尿液中排出，并通过污水处理厂进入湖泊和水道，而污水处理厂没有配备去除它的设备。
为了调查氟西汀的影响，研究人员转向了一种常见的美国淡水鱼类，叫做胖头鲦（Pimephales promelas）。通常，胖头鲦会表现出复杂的交配行为，雄性会筑巢，雌性会到那里产卵。一旦卵子产下并受精，雄性会通过清除任何真菌或死卵来照顾它们。
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但是，当氟西汀被添加到水中时，这一切都改变了，威斯康星大学密尔沃基分校大湖水研究所的生态学家丽贝卡·克拉珀说。克拉珀本周在加利福尼亚州长滩举行的2012年北美环境毒理学与化学学会会议上介绍了她的研究结果。
雌性胖头鲦似乎不受该化学物质的影响，但在氟西汀浓度与淡水中记录的最高水平大致相当时，雄性胖头鲦开始花更多时间筑巢。当剂量增加十倍时，雄性“变得痴迷，以至于他们忽略了雌性”，克拉珀说。
当氟西汀浓度再次增加时，胖头鲦的繁殖完全停止。“雄性开始杀死雌性，”她说。克拉珀还指出，如果雌性在雄性接触化学物质一个月后才被引入，雄性不再表现出这种攻击行为，但雌性仍然不会产卵。“在那段时间里发生了一些事情，”她说。
容易捕获的猎物
生殖行为并不是唯一可能受到微量药物影响的事情。在同一次研讨会上，明尼苏达州圣克劳德州立大学的水生毒理学家丹·里里克报告说，避孕药中发现的一种化学物质17-β-雌二醇降低了胖头鲦幼虫躲避捕食者的能力。
在将幼虫暴露于雌二醇后，里里克随后让他们受到突然的振动，类似于接近的捕食者产生的振动。通过使用高速视频，他测量了鲦鱼将身体弯成C形所需的时间，这是一种称为C-start的逃生行为。“他们正在准备逃跑，”他解释说。他发现，即使在环境水平的雌二醇（每升20或100纳克）下，与未暴露于雌二醇的对照幼虫相比，鲦鱼的反应时间也明显减慢。
在第二个实验中，他饲养了数百只暴露于雌二醇和对照幼虫，并反复将两组各十只幼虫放在一个有捕食者蓝鳃太阳鱼（Lepomis macrochirus）的水箱中。当每个实验中有一半幼虫被吃掉后，里里克观察了剩下哪种类型的幼虫。
结果与C-start实验一致：在幸存的鱼中，只有约45%来自暴露于雌二醇的组，而大多数幸存者来自对照组（55%）。
人口崩溃
这种差异听起来可能不大，但使用多代种群生物学模型，里里克发现这足以导致暴露于雌二醇的鱼类种群迅速崩溃。他发现，即使鱼类受到的影响不那么严重，仍然会缓慢而稳定地下降。“可能需要关注，”他说。
美国和加拿大科学家团队早期的研究已经表明，在一个故意被雌二醇污染的小湖泊中，胖头鲦的数量急剧下降。“他们将此归因于繁殖失败，”他说。“我的数据表明，这可能是对幼虫存活率的额外影响。”
为了了解更多信息，里里克比较了暴露于雌二醇和未暴露于雌二醇的鱼的基因表达。他发现，暴露于雌二醇的鱼体内神经递质多巴胺的基因表达显著增加，这表明它们的发育中的大脑中可能正在发生某些事情。
克拉珀在研究氟西汀对胖头鲦的影响时也采用了类似的方法，发现随着剂量的增加，雄性胖头鲦大脑中的基因表达发生了一系列变化。“我现在正在努力弄清楚这些可能涉及的[生理]途径，”她说。