持久性化学物质可能危害海龟

科学家们发现,海龟受到了工业化学品和杀虫剂的高度污染

海龟从出生的那一刻起,就为了生存而奋斗。它们被埋在沙土中,努力挖出自己,躲避饥饿的螃蟹和鸟类的捕食,爬向海洋,开始漫长而危险的迁徙。一千只海龟中只有一只能够存活到成年。而那些幸存下来的海龟将背负有毒的负担。

科学家们正在发现,长期以来被研究野生动物的毒理学家忽视的海龟,受到了工业化学品和杀虫剂的高度污染。

红海龟的免疫系统发生了改变,产下的卵也变小了,一些研究表明这与污染物有关。这些化学物质在实验室实验中会杀死海龟细胞,并且根据对其他海洋生物的研究,科学家们怀疑海龟可能容易受到甲状腺、肝脏和神经系统损伤。


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然而,没有人知道野生海龟可能受到危害的程度。

虽然包括鲸鱼、海豹和一些鱼类在内的其他海洋生物得到了充分的研究,但对海龟的化学威胁仍然主要隐藏在龟壳之下。

由于气候变化、偷猎、意外缠绕和海洋垃圾的破坏,美国所有种类的海龟都受到《濒危物种法案》的保护,这使得对它们的研究变得困难。

南卡罗来纳州查尔斯顿霍林斯海洋实验室的海洋生物学家詹妮弗·凯勒说:“我们真的仅仅触及了冰山一角。”她是海龟污染方面的顶级专家。

海龟血液中的一些工业化合物含量接近损害海洋哺乳动物的水平。凯勒的实验室去年测量了美国东南部海岸五种海龟血液中的全氟化合物 (PFC),她的计算表明,海龟潜在的毒性影响风险很高。

其他持久性化学物质也污染海龟,包括多氯联苯 (PCB),这是一种在 1970 年代后期被广泛使用的工业化合物,以及溴化阻燃剂。

加拿大研究科学家彼得·罗斯说:“这些化学物质可能不会使动物急性中毒,但它们可能会使暴露的个体更容易受到机会性感染或新出现的传染病的影响。”罗斯是世界领先的海洋哺乳动物和污染物专家之一。

一些化学物质,特别是多氯联苯,已被证明会抑制野生动物的免疫系统,导致 1980 年代后期和 1990 年代初期海豹和其他海洋哺乳动物的大规模死亡。

在海龟身上尚未看到这种灾难性的损害。凯勒说,它们血液中的污染物水平比海洋哺乳动物血液中的水平低几个数量级。

尽管如此,凯勒对南卡罗来纳州捕获的红海龟的研究已将免疫系统变化与多种污染物联系起来。随着氯丹和灭蚁灵(两种几十年前在美国被禁用但仍存在于环境中的杀虫剂)水平在海龟体内升高,它们产生的一些对抗疾病的免疫细胞减少了。并且随着多氯联苯和杀虫剂滴滴涕的升高,它们的一些免疫细胞增加了。

作者写道:“任何免疫功能的改变,即使是增强,都可以被认为是 Adverse effect(不良影响)。”增强的免疫反应可能导致自身免疫性疾病和过敏。

罗斯说:“即使暴露于相对低浓度的持久性污染物,也可能降低免疫防御对任何数量病原体的有效性。”

海龟体内化学物质汤的来源是它们吃的食物,这些食物种类繁多,包括吃蟹的肯普氏海龟、吃水母的棱皮龟、杂食性的红海龟、吃海绵的玳瑁和草食性的绿海龟。

持久性有机污染物在食物网中逐级放大,直至到达海豚、海豹和海狮等顶级捕食者。虎鲸是地球上受污染最严重的野生动物。海龟在啄食顺序中各不相同,化学物质也因此在它们体内积累。由于有些海龟可以活到 100 岁,它们可能会积累高浓度的污染物。

在棱皮龟中,研究表明,一些污染物会传递给它们的卵。根据凯勒最近的一项研究,多氯联苯和阻燃剂与较小的海龟卵有关。对鸟类的研究表明了类似的影响。

凯勒说:“如果这是一种因果关系,那么较小的卵可能会导致较小的幼龟和降低的适应性。”

幼年海洋动物的风险最高。罗斯说:“在幼年动物身上,我们往往会看到最明显的效应证据,而这些效应可能是永久性的。”

全氟化合物(用作防水和防油剂)已在世界各地的人类和野生动物体内发现。全氟辛烷磺酸 (PFOS) 由 3M 公司生产,用于 Scotchgard,已于 2001 年逐步淘汰,但仍然是环境中主要的 PFC。

杜克大学环境化学家克雷格·巴特说,凯勒发现 PFOS 是海龟体内主要的 PFC,这与其他野生动物体内发现的情况相似。

巴特说:“无论你观察佐治亚州海岸附近的海龟还是北极的北极熊,情况都是如此。”

这些海龟体内五种最丰富的 PFC 的浓度与它们在食物网中的不同层级有关,浓度从肯普氏海龟开始递减,然后是红海龟、棱皮龟和绿海龟。

研究人员在研究中写道,玳瑁(以海绵为食)的“PFOS 和 PFC 浓度出奇地高”。吃蟹的肯普氏海龟的水平甚至更高。数据支持了先前对肯普氏海龟和红海龟的 PFC 测量

在海豚和其他一些海洋哺乳动物中,PFC 与免疫系统、血细胞、肾脏和肝脏的损害有关

凯勒说:“我们知道它们暴露于 PFC 之中,而且我们知道至少对于 PFOS 而言,海龟接近导致甲状腺和神经系统紊乱以及免疫抑制[在哺乳动物中]的浓度。”

为了了解爬行动物的损害是否与哺乳动物的损害相似,德克萨斯理工大学拉伯克分校的环境毒理学家席琳·戈达德-科丁一直在研究海龟细胞如何对 PFC 做出反应。她的实验室的初步数据发现,对哺乳动物细胞有毒的 PFOA 剂量也会杀死 80% 的受测爬行动物细胞。最近对 PFOS 进行的实验发现了类似的结果。

德克萨斯理工大学的研究项目经理莎拉·韦伯说:“到目前为止,海龟细胞的反应与哺乳动物细胞完全相同。”

使用的剂量高于在海龟血液中发现的剂量。这是因为 PFC 会在组织中积聚,因此动物细胞中的 PFC 会多于其血液中的 PFC。目前尚无人测量过海龟组织中的 PFC。

根据研究人员估计的安全边际,凯勒研究中的所有五种海龟都面临潜在的免疫抑制风险。该计算基于在实验小鼠和大鼠中观察到的影响。监管机构使用这些安全边际来确定潜在的毒性影响风险。

对于高度暴露的玳瑁和肯普氏海龟,安全边际也使它们面临肝脏、甲状腺和神经行为损伤的风险。

为了了解更多信息,凯勒的实验室正在关注美国太平洋地区,那里的海龟尚未接受污染物测试。

一种假设是,化学物质可能是导致一种名为纤维乳头瘤病的病毒的原因,该病毒会促进太平洋海龟肿瘤的生长。如果化学物质抑制了它们的免疫系统,病毒可能会生长成肿瘤。

但到目前为止,凯勒尚未发现任何证据表明这一点。她说:“我们的初步研究表明,有机污染物似乎不是触发因素或原因。”

自 2001 年逐步淘汰 PFOS 以来,许多海洋动物体内的 PFOS 水平有所下降。从 2000 年到 2008 年,在南卡罗来纳州查尔斯顿附近测试的红海龟中,PFOS 每年下降 20%。然而,PFOS 及其前体仍然存在于较旧的消费品中,海龟仍然受到污染。

凯勒说:“PFOS 仍然存在于消费品中。它仍然存在于沙发和地毯上。”“最终这些东西会进入垃圾填埋场。我们需要更好的方法来处理它们。”

本文最初刊登在环境健康新闻,环境健康新闻是由非营利性媒体公司环境健康科学出版的新闻来源。

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