几十年来，朱迪·霍伊一直在蒙大拿州的家中经营一家独立的野生动物康复中心，她以前还在这里对被汽车撞死的鹿进行尸检。在 20 世纪 90 年代末，她注意到一个奇怪的趋势：许多鹿都有明显的龅牙、右心室增大以及胸腺和阴囊受损或缺失。而且，这些鹿并非个例。“我们在所有大型猎物和家畜身上都看到了同样的出生缺陷，”霍伊说，她在 2002 年的《环境生物学杂志》上报告了她的观察结果。她怀疑一种叫做新烟碱类的新型农药可能是罪魁祸首。
在霍伊的研究启发下，南达科他州立大学的野生动物生态学家乔纳森·詹克斯在 2015 年和 2016 年对这个想法进行了测试。他给圈养的鹿喂食了掺有吡虫啉（最常用的新烟碱类农药）的水，并测量了其在各个器官中的含量。正如霍伊所见，脾脏中吡虫啉含量较高的鹿确实有明显的龅牙。真正让詹克斯震惊的是，他在对照组动物体内也发现了吡虫啉，这些动物并没有被有意暴露于农药之中。他的发现为越来越多的不祥迹象增添了新的证据，表明新烟碱类农药可能正在构成一种未被充分认识的健康和环境风险。
新烟碱类农药于 20 世纪 80 年代由拜耳公司开发，它们以致命的效率作用于昆虫的神经系统，被认为是现有农药的更安全替代品。它们被认为对脊椎动物的毒性较低，而且它们不是在田地里广泛喷洒，而是可以直接施用到种子中，或通过灌溉输送并融入植物组织中，随着植物的生长而进入植物体内，理论上最大限度地减少了它们扩散到环境中的可能性。但越来越多的研究正在挑战这种模式，指出从蜜蜂到鹿等非害虫物种受到了毒性影响，而且这种传播超出了农田的范围。与詹克斯合作并指导农业研究组织 Ecdysis 基金会的生态学家乔纳森·伦德格伦说，施用到种子上的新烟碱类农药只有 2% 到 20% 进入了植物。“这就引出了一个问题，即其余 80% 到 98% 的化学物质去了哪里，”他说。“我们开始在环境的其他地方找到它们。我们在地表水中发现了它们。我们在未经处理的植物中发现了它们。”
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从麻雀到食物
詹克斯不确定他实验中的对照组鹿是如何接触到吡虫啉的，但他怀疑它们可能吃了它们饲养地旁边的田地里的植被，或者它们以谷物为主的饲料可能用农药处理过。他指出，美国 90% 的玉米和 50% 的大豆都用新烟碱类农药处理过。这些化学物质的设计目的是随着时间的推移在处理过的植物中减少，但詹克斯说它们的半衰期长达 1400 天，这意味着每年对农作物施用农药可能会导致新烟碱类农药在环境中积累。“在实验研究中使用的任何家庭饲料都可能导致污染，”他说。这些农药也是水溶性的，这就是为什么它们可以通过灌溉输送到生长中的植物中，但也意味着径流可以将它们带到湖泊和河流中。詹克斯说，他的研究于 3 月份发表在《科学报告》上，是首次对吡虫啉对大型哺乳动物的影响进行实验性研究。新烟碱类农药对脊椎动物的更广泛影响才刚刚开始被了解。
萨斯喀彻温大学的生态毒理学家克里斯蒂·莫里西没有参与詹克斯的研究，她说新烟碱类农药的暴露对迁徙鸣禽有令人不安的影响。 2017 年，莫里西在《科学报告》研究中表明，给白冠麻雀喂食吡虫啉会导致它们失去高达四分之一的体重，而在长途迁徙过程中，每毫克都很重要。此外，麻雀在暴露后数周内也无法找到正北方。莫里西说，在安大略省南部捕获的迁徙麻雀中有很大比例的血液中可检测到新烟碱类农药。“含量很低，但表明污染广泛，”她说。“这些化学物质正在进入更广泛的食物链……而且它们对许多物种并非无毒。”其他研究已经开始在野生猛禽、啮齿动物、鱼类、蜥蜴和青蛙体内检测到新烟碱类农药；生物学家怀疑这些动物通过多种方式暴露于农药，包括食用处理过的种子或受污染的猎物，或接触受污染的田地径流。
新烟碱类农药也出现在人类食物中。 2018 年《环境科学与毒理学》上的一项评论发现，美国国会自助餐厅中提供的一半以上的水果和蔬菜都含有新烟碱类农药，尽管其含量处于美国环境保护署认为可接受的水平基于对啮齿动物的研究（美国环保署用于测试农药毒性的标准做法）。 1 月份发表在《环境健康》上的一项研究发现，甚至在一些经过认证的有机水果和蔬菜中也发现了新烟碱类农药，这可能是由于产品贴错标签、收获后污染或风力传播的农药漂移。
但这些农药对人类的毒性程度科学家尚不清楚，部分原因是直到最近他们还缺乏在人体中检测此类化学物质或其副产品的分析能力，乔治华盛顿大学的公共卫生研究员梅丽莎·佩里说。“在过去的 15 年里，我们逐渐了解到许多农药可以模拟激素，从而影响人类内分泌系统的活动，”她说。“由于对新烟碱类农药对人类健康的影响的研究非常有限，它们是否具有人类内分泌活性尚不清楚。”
据拜耳作物科学公司环境安全部门主管大卫·费舍尔称，当今的环境测试方法更加敏感，而且检测到的农药含量并无害。不过，伦德格伦反驳说，即使含量很低，“新烟碱类农药对蜜蜂的毒性也比 DDT [二氯二苯三氯乙烷，一种美国环保署在 20 世纪 70 年代禁止使用的农药]高出 5,000 到 10,000 倍。”费舍尔还说，詹克斯和伦德格伦在他们的实验中使用的浓度高于当前的环境浓度，詹克斯对此欣然承认。但詹克斯和他的同事发现，一些野生鹿体内的吡虫啉浓度甚至高于他们实验中的鹿，这表明环境浓度可能会有所不同。
重新思考农药
詹克斯和其他人正在研究新烟碱类农药对其他物种的影响，以便更好地了解该问题的潜在范围。在目前对雉鸡的研究中，詹克斯再次在他的对照组动物体内发现了污染；他测试了它们的饲料，并将其确定为可能的来源。其他研究人员已经开始呼吁进行生物监测和大规模流行病学研究，以确定新烟碱类农药对人类健康的影响；疾病控制与预防中心最近建立了分析方法，以研究尿液中是否存在农药，作为国家健康与营养调查的一部分，该调查是对美国人医疗和饮食状况的广泛调查。马里兰大学的环境健康科学家德文·佩恩·斯图吉斯说，NHANES 研究“将填补新烟碱类农药生物监测方面的一个重要数据空白”。
很大程度上是因为新烟碱类农药已被证明对蜜蜂（对植物授粉至关重要）具有致命性，一些政府已经开始限制其使用。 2018 年，欧盟扩大了对包括吡虫啉在内的三种新烟碱类农药的禁令。在美国，众议员厄尔·布卢梅瑙尔（俄勒冈州民主党人）在 2 月份重新提出了立法，以限制吡虫啉和其他新烟碱类农药的使用，并指示美国环保署建立一个“授粉者保护委员会”，该委员会将让养蜂人、农民和环保人士参与农药毒性审查。
莫里西说，问题不像禁止一种或另一种农药那么简单。“更大的问题是，我们已经对使用农药来处理一切习以为常，”她说。伦德格伦说，诸如再生农业（一种由 Ecdysis 基金会倡导并促进生物多样性以帮助利用有益昆虫控制害虫的方法）之类的替代方法已经可用，并且可以扩展到商业农业。但他补充说，有意义的改变必须来自基层努力。“我认为历史上这类范式转变不一定来自政府或大学；它们来自决定做出改变的基层民众，”他说。“在我们的食物系统中，谁需要做出这种改变？是农民、养蜂人、消费者。他们需要要求更好的东西。”