研究發現抗抑鬱藥污染改變小龍蝦行為影響溪流生態環境
據外媒報導,全球範圍內的溪流和河流中都有藥物污染,但對其對動物和生態系統的影響卻知之甚少。發表在《Ecosphere》雜誌上的一項新研究調查了抗抑鬱劑污染對小龍蝦的影響。研究發現,僅僅兩週的西酞普蘭暴露就引起了小龍蝦行為的變化,有可能破壞溪流生態系統的進程,如營養循環、氧氣水平和藻類生長。
研究共同作者、凱里生態系統研究所的淡水生態學家Emma Rosi說:“由於廢水污染,生活在溪流和河流中的動物暴露在慢性混合藥物污染中。我們的研究探討了溪流中常見的抗抑鬱劑水平如何影響小龍蝦,以及這些變化如何在溪流生態系統中產生迴響。”
小龍蝦是溪流中的一個關鍵物種,它們吃無脊椎動物,分解落葉,循環營養。它們耐受壓力,在城市水路中可以變得很豐富。這些淡水容易接受來自下水道溢流、化糞池漏水和含有藥物的廢水處理的藥物污染。
研究主要作者、佛羅里達大學副教授Alexander Reisinger說:“以前通過直接注射的研究發現,抗抑鬱藥會改變甲殼動物的血清素和攻擊性。我們的研究發現,接觸低劑量的西酞普蘭–目前在城市溪流中因污染而發現的水平–足以改變小龍蝦的行為,如覓食、攻擊性和棲息地的使用。”
凱里研究所的人工河流設施被用來測試西酞普蘭對小龍蝦和河流生態系統的影響。20個溪流棲息地是用低營養的地下水和已被微生物、無脊椎動物和藻類定居的石英石和紅楓葉包創建的。溪流被隨機選擇接受四種處理之一:無西酞普蘭+無小龍蝦,西酞普蘭+無小龍蝦,小龍蝦+無西酞普蘭,以及西酞普蘭+小龍蝦。每種處理方法適用於五條溪流。在每條”小龍蝦”溪流中加入三隻雄性小龍蝦。
在兩週內,研究小組每隔一天向接受西酞普蘭的10條溪流投藥,以模擬城市溪流中發現的低度、持續的藥物污染。在實驗過程中,他們監測了能夠揭示溪流生態系統功能變化的指標,如溶解氧、溫度、光照滲透和藻類。在兩週結束時,測試了暴露和未暴露的小龍蝦的行為。
為了做到這一點,研究小組利用了小龍蝦敏銳的嗅覺。他們使用了一個水箱,其中一端有一個庇護所,中間有一個隔板。水箱的一側裝有經過沙丁魚明膠的水;另一側裝有經過另一隻雄性小龍蝦的水。一次一隻,他們把小龍蝦放在庇護所裡,然後記錄下每隻小龍蝦從庇護所裡探出頭來並完全出現的時間。他們還記錄了沙丁魚和小龍蝦在水箱中的信號側所花費的時間。
暴露於西酞普蘭的小龍蝦更早地從庇護所中出來,表明”膽量”增加。接觸西酞普蘭的小龍蝦也對食物更感興趣,在有食物香味的區域逗留的時間比有小龍蝦香味的區域長3倍以上。沒有接觸過西酞普蘭的小龍蝦需要更長的時間才能出現,並且在食物和小龍蝦區域之間平均分配時間,沒有表現出偏好。
Reisinger解釋說:”暴露於西酞普蘭的小龍蝦更容易被食物吸引,而對其他小龍蝦不感興趣。躲藏的時間減少,覓食的時間增加,可能使小龍蝦更容易受到捕食者的攻擊,這意味著更多的小龍蝦被吃掉。我們預計,小龍蝦覓食的增加會導致更高的落葉分解率和生物膜周轉率,改變水體中的營養流。這些變化中的任何一個都可能產生連帶效應”。
在人類中,’新陳代謝’指的是調節對健康至關重要的身體功能的化學過程的集合,如呼吸、消化和溫度調節。溪流的’新陳代謝’包括各種指標,如氧氣水平、光的滲透和營養循環,它們共同塑造了溪流的健康。
該小組利用他們對溪流指標的兩週記錄來評估每條溪流的新陳代謝變化。他們發現,小龍蝦的存在與否對溪流的新陳代謝有明顯影響。單獨使用西酞普蘭的影響並不明顯,但結果表明,由於西酞普蘭對小龍蝦行為的影響,溪流功能可能會隨著時間的推移而發生變化。
Reisinger解釋說:“僅僅兩週的西酞普蘭暴露,我們就看到了小龍蝦行為的明顯變化。經過幾個月到幾年的時間,我們預計這些變化會被放大。更少的小龍蝦可能會減少吃它們的魚的數量,如鱒魚、鱸魚和鯰魚。藻類生長或周轉的變化將改變氧氣水平和營養物質的動態–這些都是溪流功能的關鍵方面,可能導致系統的有害失衡。”
Rosi總結說:“藥品的毒性評估往往集中在致命的影響上,但很明顯,這些藥物可以影響非目標生物而不殺死它們,而且行為變化會產生生態後果。需要做更多的工作來了解藥品污染如何在慢性、亞致死水平上影響溪流生物,以及這些變化對淡水質量、生態系統健康和食物網意味著什麼。”