徐超：中华鲟畸变之谜(《财经》 2009-6-12)

中华鲟畸变之谜

　　【《财经网》北京专稿/记者 徐超】位于湖北省荆州市的中华鲟繁殖研究基地——农业部淡水鱼类种质资源与生物技术重点开放实验室，是中国致力于拯救这种国家一级保护动物的重要环节之一。

　　每年11月，到了中华鲟的传统繁殖季节，在这里，不少中华鲟幼鱼都会破卵而出。但是，让研究人员困惑的是，有少部分出生的幼鱼，眼睛和躯体都会出现畸形，这显然为这一物种的正常繁衍蒙上了一层阴影。这种畸变的背后，罪魁祸首到底是谁？

　　在今年5月25日出版的美国《国家科学院院刊》（PNAS）上，由北京大学城市与环境学院胡建英教授领导的课题组，初步揭开了这个秘密：一种名为三苯基锡（Triphenyltin，简称为TPT）的物质，很可能要为这种畸变负责。

发现TPT毒性
　　对于胡建英来说，之所以会关注到TPT的生物毒性，过程充满了戏剧性。

　　1999年底，她从日本学习完环境科学回国之后，就一直希望把环境科学和中国的现实结合在一起，而不是仅仅停留在基础性科学层面。

　　早在日本留学期间，胡建英就听说中国的渤海湾地区污染严重：当时，环渤海地区有很多化工厂，生产包括DDE（二氯联苯二氯乙烯）、含高含量二恶英的五氯酚纳等在内的多种化学品。因此，2001年，从日本国际协力机构（JICA）拿到了第一笔总额为15万美元的科研经费之后，胡建英就开始探究和渤海湾相连的海河流域的环境污染对渤海湾生态环境的影响。

　　在研究过程中，一个现象引起了胡建英的关注。

　　她们的研究团队共选择了15种生物体，从浮游植物如藻类、浮游动物，贝类、虾、蟹、食性不同的鱼类，再到水生食物网顶层的海鸥进行分析。结果发现，随着生物体营养层次的升高，也即从浮游植物、浮游动物到底栖动物，再到营养层次不等的鱼类，生物体内三丁基锡（Tributylt，简称为TBT，一种使用量高于TPT的有机锡物质）的浓度越来越低，而TPT的浓度却越来越高。在高营养层次的鱼类体内，TPT的浓度已经远高于TBT了。

　　2006年，该研究成果发表在环境科学领域权威期刊《环境科学和技术》（Environment Science and Technology）上。

　　TBT在全世界都是一个非常有名的化学物质，因为能有效防止海洋生物附着在船体上，所以被广泛用作船舶防污漆中的杀虫剂。之前，科学家就已经发现，这种化学物质能够导致贝类的雄化，使海洋动物的性成熟和繁殖推迟，是目前公认的具有明确证据的、能够通过影响生物体内分泌系统从而影响生物体繁殖等生物效应的物质之一。

　　虽然TPT也同样可以用于船舶涂料，但由于其使用量远低于TBT，因此，科学界对于它的生物影响并没有特别关注过。在观察到高营养层次的生物中，竟然有如此高浓度的TPT之后，胡建英及其团队就开始研究其可能的生物效应。

　　很快就有惊人的发现：把一尾处于繁殖季节的模型鱼，放在与渤海湾地区的TPT浓度相近的水里之后，她们发现试验鱼类的繁殖能力显著降低；同时，幼鱼的眼睛和躯体发生畸变，甚至出现了连体现象。

中华鲟畸变
　　然而，这种现象毕竟是在实验室中观察到的；TPT到底是否会对野生鱼类造成同样的影响，还是个未知数。

　　这时，她们想到了中华鲟。因为中华鲟作为食物链顶端、高营养层次的水生生物，加上寿命较长，一般十几岁才开始产卵，其体内更容易富集TPT。同时，这种研究，也可以为更好地保护这种濒危物种提供进一步的科学依据。

　　在中国水产科学研究院长江水产研究所危启伟教授的合作下，他们设法对中华鲟各组织中的有毒有害物质的浓度水平进行了检测。结果发现，中华鲟各组织和鱼卵中，的确存在着较高浓度的TPT，TBT却不见踪影。这和她们在渤海湾的发现惊人地一致。

　　2007年11月，在农业部淡水鱼类种质资源与生物技术重点开放实验室，胡建英的两个学生，果然观察到了野外中华鲟幼鱼的畸变，这也验证了其之前的试验结果。

　　不过，要证明这种畸变就是TPT导致的，还缺少必要的逻辑链条。

　　2008年1月，加拿大沙斯卡曲湾大学（University of Saskatchewan）动物医学系生物医学和毒理学中心的约翰•杰西（John Giesy）教授，正好前来中国访问。杰西教授是环境毒理学研究的知名专家，同时兼任美国国家环境保护局科学顾问。

　　他建议胡及其研究团队增加显微注射实验（Nanoinjection）——鱼卵的注射实验，也就是把在环境中发现的TPT浓度，注射到鱼卵之中，以便观察在特定浓度下畸形发生概率有多大。

　　经过将近十个月的紧张工作，胡建英及其团队把3000多个中华鲟鱼卵，暴露于三种不同的TPT浓度之下，取得了详实的幼鱼畸形数据，从而验证了TPT导致的致畸现象。

　　2008年9月，他们把论文投给了美国《国家科学院院刊》（PNAS）杂志。但一个月之后，审稿编辑提出了疑问：尽管TBT在鱼卵中并不存在，但幼鱼的畸形，会不会是其代谢产物造成的？除了TPT，在野外还存在多种持续性有机污染物如多氯联苯等，这些物质是否对畸变产生了影响？

　　在进一步的实验之后，她们排除了TBT代谢产物以及多氯联苯的影响，并最终把畸变的诱因锁定为TPT。

拯救中华鲟
　　经过八年的漫长探索，胡建英及其团队终于为我们讲述了一个完整的环境故事：TPT虽然在水体中含量极低，但是通过食物链放大，可以在鱼体中富集到较高的浓度水平，并通过母子传递过程，使中华鲟鱼卵中的浓度达到7.8 ng/g至53.5 ng/g（纳克每克）。

　　这些在鱼卵中富集的TPT化合物，最终在胚胎发育过程中产生致畸毒性，使野生中华鲟幼鱼中，眼睛缺陷发生率达1.2%，躯体畸形发生率达6.3%。同时，胡建英及其团队还发现，环境浓度水平的TPT可能还会导致鱼类的产卵力和繁殖力下降。

　　中国水产科学研究院长江水产研究所危启伟教授，在接受《财经》记者采访时表示，目前中华鲟幼鱼出现畸形的比例并不高，但这却是一个危险的信号，应该引起我们足够的关注。

　　长期以来，鱼类资源的减少和鱼种灭绝现象，一直被认为主要是由于过度捕捞和栖息地破坏；而包括化学品在内的环境污染，一般只作为模糊的第三原因来对待。TPT的故事，却清晰地给出了环境污染和鱼类资源减少、鱼种灭绝之间存在的逻辑关联。

　　当然，中华鲟体内富集的TPT，到底是来自海洋还是长江，抑或是两者，目前还不能确认。但有一个事实是无需争议的，那就是像TPT这样的有机锡污染，在中国水域早已经广泛存在了。

　　2004年，中国科学院生态环境研究中心江桂斌研究员及其团队，首次在全国范围内对中国主要河流、海域以及某些具有一定代表意义的水域，如烟台、香港、台湾以南海峡、北京官厅水库、东海、太湖等地进行了评估。他们发现，研究水域中有机锡污染普遍存在。

　　对于中华鲟的未来而言，这是一个不容回避的新挑战。

　　自20世纪70年代葛洲坝修建以来，河道被阻断，一些中华鲟只能在面积只有金沙江1%至2%的葛洲坝坝下的水域排卵，这已经导致了中华鲟数量的迅速下降。统计数据显示，到了20世纪90年代，中华鲟幼鱼比截流前减少了80%左右，而回游产卵的中华鲟比截流前减少了89.87%。

　　再加上滥捕猖獗，这种在地球生活了1亿多年的生物，在20年的时间里变成稀有动物。1998年，中华鲟被列为国家一级保护动物。为了抢救中华鲟，中国采取了很多措施。但是，十多年过去了，野生中华鲟自然增长的幅度仍很小，仍然面临着灭绝的危险。

　　除了船舶涂料，在中国，每年仅用于农药生产的TPT就达到了200吨。如果这些物质持续地汇集到水域中，对于鱼类的影响很可能会进一步加剧。

　　胡建英就告诉《财经》记者，根据她们的测算，如果中华鲟幼鱼有五分之一出现畸形的话，成鱼的数量很可能会减半。但愿这样暗淡的未来，永远不会到来。■

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