除草剂导致动物变性

撰文｜ 戴维·别洛（David Biello）
翻译｜ 朱机

最近的研究表明，常用除草剂莠去津会破坏蛙的性发育。欧盟已经因莠去津的水污染能力而禁用了这种除草剂，而美国国家环保局宣布，考虑到人类健康问题，要对除草剂展开新一轮评估。人类或许应该对除草剂的使用更加慎重。

美国广袤的农田都浸没在农药莠去津当中。这种白色无味的粉末状除草剂，每年约有3.6万吨被施用到美国农田，其中约225吨会在空气中飘荡，最远可以飘到1,000千米之外，再随着降雨落回地面。所有这些莠去津都有可能对动物的性别造成影响：将雄蛙变成雌蛙。

在2010年3月1日的《美国科学院院刊》在线版上，美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物学家蒂龙·海耶斯及其同事公布了自己的研究结果。他们把40只非洲爪蟾放在含有2.5ppb（1ppb为十亿分之一）莠去津的环境中饲养了3年，这一含量完全符合美国国家环保局的规定——饮用水中所含莠去津不得超过3ppb。结果，其中30只被“化学阉割”，造成无法生殖等一系列结果。有4只尽管基因型仍然是雄性，但完全变为了雌性，甚至能跟其他雄蛙交配，产下可以孵化的蛙卵。仅有6只爪蟾能够抵抗该药作用，或者说至少还能表现出正常雄性行为。

为了确保研究结果的准确，这些研究人员选用的都是携带ZZ性染色体的雄蛙。在以前的研究中，“如果最后得到了两性同体的蛙，我们没办法通过试验分清它们是长了卵巢的雄蛙，还是长了睾丸的雌蛙，”海耶斯说，“全部都用ZZ雄蛙，我们就能肯定，任何两性蛙或雌蛙都确实是转换了性别的雄蛙。”蛙的性别由性染色体ZZ（雄）和ZW（雌）决定，不像我们熟悉的人类，是由XX（女）和XY（男）决定的。

导致性别改变的罪魁祸首可能是芳香酶，这种蛋白会刺激雌激素的产生，使原本的雄性生殖腺变成卵巢。莠去津可能会促进芳香酶的生成。

自20世纪90年代起，海耶斯就在莠去津生产商先正达公司的资助下开始研究莠去津。正是那一次研究率先提出了这样一个观点：除草剂可能会干扰动物（包括人类在内）的天然激素。大量针对这种内分泌失调的研究随即展开——有些研究确认，蛙等两栖动物正在遭受莠去津的不良影响；另一些研究则发现没有影响；还有一些研究甚至找到了证据，证明农业区男性精子数量减少。根据美国地质勘探局的报告，57％的美国水系中存在莠去津和其他除草剂。

但海耶斯的性别改变实验也不是没有遭到非议。德国柏林洪堡大学的生物学家沃纳·克洛亚斯认为，样品有可能被内分泌干扰物污染，比如塑料容器分解释放或筛选过程中带入的双酚A。他还对单一接触浓度提出了质疑，并指出实验缺少对被试爪蟾雌激素水平的检测。克洛亚斯本人也给先正达公司做过莠去津影响的复核检验，发现在类似于海耶斯的研究所采用的浓度环境下，非洲爪蟾并没有受到影响。

在非洲爪蟾的原栖息地，它们似乎并不怕这种除草剂。“莠去津在南非的使用非常普遍，而我们的研究显示，爪蟾在农业区和非农业区生活得同样良好，”南非西北大学的动物学家路易斯·杜普里兹说，“假如莠去津对野生爪蟾有这么严重的影响，我们肯定不可能到现在还没发现。”

不管怎样，欧盟已经由于莠去津污染水资源而禁用了这种除草剂。克洛亚斯说：“我们欧洲习惯根据宁可信其有的原则对待环境化学品，逐步停止使用能在环境中长期存在的化合物——对于这一点，我个人是赞成的。”

继2006年对化学品处理安全问题表态之后，美国国家环保局又在2009年10月宣布，考虑到人类健康问题，要对除草剂展开新一轮评估。毕竟，这种化学制品会影响许多物种。海耶斯指出：“在斑马鱼、金鱼、凯门鳄、短吻鳄、龟、鹌鹑和大鼠等动物身上，莠去津都会增加芳香酶及雌激素的产量。所以说，事情不仅仅与蛙有关。”