近岸环境污染对海马种群资源有何影响?

海马被视为动物进化界中的代表性物种,是珊瑚礁、海草床等典型海洋生态系统健康状况的指示种,是探索海洋生态环境变化研究的旗舰物种。目前世界范围内的海马资源普遍严重衰退,所有海马种类都已被列为世界自然保护……

海马被视为动物进化界中的代表性物种,是珊瑚礁、海草床等典型海洋生态系统健康状况的指示种,是探索海洋生态环境变化研究的旗舰物种。目前世界范围内的海马资源普遍严重衰退,所有海马种类都已被列为世界自然保护联盟红色物种名录和CITES公约附录,海马种群资源保护迫在眉睫。

近岸环境污染对海马种群资源有何影响? 生活头条 第1张

海马(摄影:王信)

值得注意的是,海马主要栖息于近岸浅水,特别容易受到区域环境污染的影响。因此,研究环境污染物对海马种群的潜在影响,对于开展海马资源保护具有重要的科学意义。中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室林强研究员团队,以海马为研究对象,系统揭示了海洋近岸环境污染物对海马性腺与育儿袋发育影响的分子机制,阐明了海洋环境变化对海洋生物行为、生理与基因层面的综合作用机理。相关研究近日在线发表于《有害物质杂志》。

三丁基氯化锡(TBT)是一种有机锡化合物,广泛用于船舶和渔网的防污漆中的生物杀灭剂、聚氯乙烯的稳定剂以及木材和纺织品的防腐剂(美国环保署,2003年)。来自港口和船厂的污染水和沉积物是水体环境TBT污染的主要来源。TBT在环境中具有持久性,并与悬浮物和沉积物结合,在长达30年的时间内慢慢释放出来。更为严重的是TBT对海洋生物具有显著的内分泌干扰效应,如导致腹足类性畸变;干扰鱼类繁殖行为,改变自然环境中正常性别比例。

研究人员发现,环境浓度TBT可诱导雌性海马卵巢发生明显闭锁现象,其作用主要通过调控溶酶体和自噬体信号通路相关基因的表达来调控卵巢闭锁;同时,TBT可能通过抑制cAMP和雄激素合成途径相关基因表达,进而抑制精子的发生,导致海马精巢明显退化,形成很多空泡结构,这完全影响了海马性腺发育过程(图1)。据此,我们提出近海环境中的TBT能显著影响海马的潜在繁殖效率,从而影响海马的资源效应。

近岸环境污染对海马种群资源有何影响? 生活头条 第2张

图1 TBT对海马性腺发育影响的分子机制

海马是海龙科鱼类中进化速率最快的类群,产生了结构复杂、功能完善的育儿袋器官,其在怀孕过程中起到保护、渗透压调节、免疫、营养等多方面作用,与哺乳动物的母体子宫胎生方式有显著的趋同进化特性。这意味着环境污染物可能通过父本对胚胎发育造成影响。研究证实,TBT对海马育儿袋发育产生多重毒理效应,如会导致海马育儿袋胶原纤维紊乱,诱发育儿袋的免疫响应,并可能影响血管生成功能,该发现暗示了海洋TBT影响了海马育儿袋为胚胎发育提供基本的生存保障,对海马怀孕过程产生非常不利的影响(图2)。

近岸环境污染对海马种群资源有何影响? 生活头条 第3张

图2 TBT影响海马育儿袋发育及功能的分子机制

此外,研究团队同步发现海马对近海多种环境激素污染物(EE2、P4和BPA等)产生显著的响应特征,如精巢雌化、育儿袋“萎缩”,相关成果发表在《整体环境科学》。据此,在制定和实施海马资源保护过程中,应充分考虑近岸海洋环境污染等关键因素的影响。

来源:中国科学院南海海洋研究所

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