中华鲟畸变之谜
每年11月，是国家一级濒危动物中华鲟的传统繁殖季节，在湖北省荆州市的中华鲟繁殖研究基地，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，眼睛和躯体出现畸形，其中，幼鱼眼睛缺陷的发生率为1.2%，躯体畸形发生率为6.3%，这为中华鲟种群的正常繁衍蒙上了阴影。
导致它们畸变的罪魁祸首到底是谁?
人们最终发现，环境污染是导致这一结果的根本原因。
化学物质带来的环境污染
当今社会，化学物质给我们的生活带来了极大便利；然而，种类繁多、理化性质各异的化学物质，在生产、运输、使用和废弃过程中，会通过多种途径进入环境，进而对人类和其他生物产生危害。环境和生态效应之间的关系正越来越受到国际社会的广泛关注。特别是一些化学物质，尽管在环境中的浓度非常低，但由于可以沿着食物链的营养层级逐步累积，从而造成在高等生物体内的高富集。
其实，关于污染物剂量与毒性的关系，科学家早有定论。早在15世纪，“毒理学之父”帕拉塞尔苏斯就曾说过：“任何物质都是有毒的，只不过产生毒性效应时的剂量不同而已。”通俗地讲，就是剂量决定毒性。
当位于食物链高层的生物体内，化学物质富集到一定程度之后，就会影响到这些生物的健康。更为可怕的是，化学物质还会通过母体影响到处于生命最脆弱阶段的胚胎。
三苯基镊是什么
了解化学物质对环境和生物健康的影响后，我们回过头来再说中华鲟的畸变。
要想了解中华鲟畸变的来龙去脉，还要从三苯基锡(TPT)和三丁基锡(TBT)说起。
在船舶工业中，有机锡能有效防止海洋生物附着在船体上，被广泛用作船舶防污漆中的杀虫剂，其主要成分有三丁基锡，并含有少量的三苯基锡。
其中，三丁基锡是一种已经得到公认的、具有确凿证据能够干扰生物体内分泌系统的化学物质。实验室模拟和野外观测证实，三丁基锡能够导致贝类的雄化，影响它们的繁殖，并最终使得一些地方贝类的种群数量急剧减少，虽然三苯基锡也同样用于船舶涂料领域，但由于使用量远低于三丁基锡，因此，在以往的研究中，科学界对于它的关注程度相对较低。
然而，我们在对渤海湾水体、沉积物和整个食物链中不同营养层级生物(浮游植物/动物、底栖生物贝类、虾、蟹和各种鱼类)的监测中发现，尽管水体和沉积物中三丁基锡的浓度远高于三苯基锡浓度(水体中的三苯基锡浓度低于检测下限)，甚至在浮游动植物，底栖生物如贝类、虾、蟹中，三丁基锡浓度也依然高于三苯基锡，但在位于水生生态系统顶端的鱼类体内，三苯基锡的浓度远远高于三丁基锡。这是由于三苯基锡在生物体内的浓度是随着营养层级的升高而逐步加大的，三丁基锡则不会出现这样的累积现象，从而使得位于食物链顶端的鱼类体内三苯基锡的浓度远高于三丁基锡。
三苯基锡是如何富集的
由于富集于生物体内的化学物质会经由血液循环被分配至不同的内脏器官，作为雌性生物体组成部分的鱼卵等，自然同样会富集化学物质。
在水生生态系统中，中华鲟处于上层，进行繁殖时通常年龄已经较大，化学污染物在生物体内的富集通常都是随着年龄的增长而增强。以雌性中华鲟为例，它们要在14岁左右才开始产卵，因此其体内难免富集了更多的化学物质，对子代的影响相应也更大。
为了解三苯基锡等物质在中华鲟体内的分布情况，我们采集了中华鲟的肝脏、脂肪、肾脏、心脏、肠胃、鱼卵等器官，来检测其中的三丁基锡、三苯基锡及其代谢产物，结果三丁基锡在中华鲟肝脏中检出而鱼卵中未检出，与此相反三苯基锡不仅在其他器官中检出，而且在鱼卵中也有较高浓度的检出。
这些都说明，富集在中华鲟体内的三苯基锡可以通过母亲传递给鱼卵，使得胚胎在发育过程中就受到三苯基锡的影响。
为了验证中华鲟体内三苯基锡对胚胎可能产生的影响，我们将实验鱼种——青鲥亲鱼放在添加有三苯基锡的水中，发现其子代中有一定比率的双眼或者单眼缺损和躯体畸变现象，并且子代的繁殖能力也显著降低了，而且这种毒性效应呈现剂量一效应关系。
中华鲟的畸形
发生在实验动物中的传代毒性会不会同样发生在野生中华鲟中呢?
答案是肯定的。
为了研究中华鲟幼鱼的畸变与三苯基锡暴露之间是否有直接关系，我们将与野生鱼卵中相似浓度的三苯基锡注射到西伯利亚鲟受精卵中，以观察在特定浓度下的畸形发生概率有多大，结果发现了同野外观察发生程度相近的畸变现象。
考虑到中华鲟体内除了三苯基锡以外，还存在着三丁基锡的代谢产物和其他高富集性物质，如多氯联苯。为证实这些物质是否也会导致相似的畸变，我们同样用显微注射方法进行胚胎发育毒性实验。结果表明，中华鲟体内残留的较高浓度三丁基锡代谢产物并未导致胚胎畸变，多氯联苯虽然能导致一定比率的躯体弯曲，但发生率很低。
最终我们得出结论：通过母亲传递到鱼卵中的三苯基锡是导致野生中华鲟畸变的主要物质。在鱼卵中富集的三苯基锡化合物，最终在胚胎发育过程中产生致畸毒性使得幼鱼眼睛畸形及躯体弯曲。
实验还表明，当鱼体中的三苯基锡浓度富集到和野生中华鲟鱼卵相似水平时，青鳉鱼的繁殖力会急剧下降，当青鳉鱼幼鱼眼畸变发生率为2%时，成鱼的繁殖能力(从产卵到存活幼鱼)会降低40%左右。虽然我们尚无法进一步验证，但我们推测三苯基锡不仅影响了青锵鱼的繁殖，也会影响到中华鲟的繁殖力。
由于畸变特别是眼睛畸变是一种相对容易观测的现象，所以可以被用作衡量三苯基锡污染导致鱼群繁殖能力降低程度的一个指示。
持续的三苯基镊污染
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遭到破坏造成的；包括化学品在内的环境污染，以往常常只是作为模糊的第三位因素来对待。中华鲟与三苯基锡的关系，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。虽然我们还不能确认中华鲟体内富集的三苯基锡，到底是来自哪里，但毋庸置疑的是，像三苯基锡这样的有机锡污染物，在我们的水域中早已广泛存在了，受到影响的恐怕也不仅仅是中华鲟。
尽管全球不少国家和地区全面禁止使用三苯基锡，但三苯基锡的污染仍旧是一个全球性问题，因为三苯基锡具有很强的稳定性，难以降解，过去排放到环境中的三苯基锡能够通过水环境界面、生物富集、食物链传递、生物死亡等过程在自然界中不断循环，对生态环境的危害也将会长期持续下去。(文章代码：100921) (胡建英)
导致它们畸变的罪魁祸首到底是谁?
人们最终发现，环境污染是导致这一结果的根本原因。
化学物质带来的环境污染
当今社会，化学物质给我们的生活带来了极大便利；然而，种类繁多、理化性质各异的化学物质，在生产、运输、使用和废弃过程中，会通过多种途径进入环境，进而对人类和其他生物产生危害。环境和生态效应之间的关系正越来越受到国际社会的广泛关注。特别是一些化学物质，尽管在环境中的浓度非常低，但由于可以沿着食物链的营养层级逐步累积，从而造成在高等生物体内的高富集。
其实，关于污染物剂量与毒性的关系，科学家早有定论。早在15世纪，“毒理学之父”帕拉塞尔苏斯就曾说过：“任何物质都是有毒的，只不过产生毒性效应时的剂量不同而已。”通俗地讲，就是剂量决定毒性。
当位于食物链高层的生物体内，化学物质富集到一定程度之后，就会影响到这些生物的健康。更为可怕的是，化学物质还会通过母体影响到处于生命最脆弱阶段的胚胎。
三苯基镊是什么
了解化学物质对环境和生物健康的影响后，我们回过头来再说中华鲟的畸变。
要想了解中华鲟畸变的来龙去脉，还要从三苯基锡(TPT)和三丁基锡(TBT)说起。
在船舶工业中，有机锡能有效防止海洋生物附着在船体上，被广泛用作船舶防污漆中的杀虫剂，其主要成分有三丁基锡，并含有少量的三苯基锡。
其中，三丁基锡是一种已经得到公认的、具有确凿证据能够干扰生物体内分泌系统的化学物质。实验室模拟和野外观测证实，三丁基锡能够导致贝类的雄化，影响它们的繁殖，并最终使得一些地方贝类的种群数量急剧减少，虽然三苯基锡也同样用于船舶涂料领域，但由于使用量远低于三丁基锡，因此，在以往的研究中，科学界对于它的关注程度相对较低。
然而，我们在对渤海湾水体、沉积物和整个食物链中不同营养层级生物(浮游植物/动物、底栖生物贝类、虾、蟹和各种鱼类)的监测中发现，尽管水体和沉积物中三丁基锡的浓度远高于三苯基锡浓度(水体中的三苯基锡浓度低于检测下限)，甚至在浮游动植物，底栖生物如贝类、虾、蟹中，三丁基锡浓度也依然高于三苯基锡，但在位于水生生态系统顶端的鱼类体内，三苯基锡的浓度远远高于三丁基锡。这是由于三苯基锡在生物体内的浓度是随着营养层级的升高而逐步加大的，三丁基锡则不会出现这样的累积现象，从而使得位于食物链顶端的鱼类体内三苯基锡的浓度远高于三丁基锡。
三苯基锡是如何富集的
由于富集于生物体内的化学物质会经由血液循环被分配至不同的内脏器官，作为雌性生物体组成部分的鱼卵等，自然同样会富集化学物质。
在水生生态系统中，中华鲟处于上层，进行繁殖时通常年龄已经较大，化学污染物在生物体内的富集通常都是随着年龄的增长而增强。以雌性中华鲟为例，它们要在14岁左右才开始产卵，因此其体内难免富集了更多的化学物质，对子代的影响相应也更大。
为了解三苯基锡等物质在中华鲟体内的分布情况，我们采集了中华鲟的肝脏、脂肪、肾脏、心脏、肠胃、鱼卵等器官，来检测其中的三丁基锡、三苯基锡及其代谢产物，结果三丁基锡在中华鲟肝脏中检出而鱼卵中未检出，与此相反三苯基锡不仅在其他器官中检出，而且在鱼卵中也有较高浓度的检出。
这些都说明，富集在中华鲟体内的三苯基锡可以通过母亲传递给鱼卵，使得胚胎在发育过程中就受到三苯基锡的影响。
为了验证中华鲟体内三苯基锡对胚胎可能产生的影响，我们将实验鱼种——青鲥亲鱼放在添加有三苯基锡的水中，发现其子代中有一定比率的双眼或者单眼缺损和躯体畸变现象，并且子代的繁殖能力也显著降低了，而且这种毒性效应呈现剂量一效应关系。
中华鲟的畸形
发生在实验动物中的传代毒性会不会同样发生在野生中华鲟中呢?
答案是肯定的。
为了研究中华鲟幼鱼的畸变与三苯基锡暴露之间是否有直接关系，我们将与野生鱼卵中相似浓度的三苯基锡注射到西伯利亚鲟受精卵中，以观察在特定浓度下的畸形发生概率有多大，结果发现了同野外观察发生程度相近的畸变现象。
考虑到中华鲟体内除了三苯基锡以外，还存在着三丁基锡的代谢产物和其他高富集性物质，如多氯联苯。为证实这些物质是否也会导致相似的畸变，我们同样用显微注射方法进行胚胎发育毒性实验。结果表明，中华鲟体内残留的较高浓度三丁基锡代谢产物并未导致胚胎畸变，多氯联苯虽然能导致一定比率的躯体弯曲，但发生率很低。
最终我们得出结论：通过母亲传递到鱼卵中的三苯基锡是导致野生中华鲟畸变的主要物质。在鱼卵中富集的三苯基锡化合物，最终在胚胎发育过程中产生致畸毒性使得幼鱼眼睛畸形及躯体弯曲。
实验还表明，当鱼体中的三苯基锡浓度富集到和野生中华鲟鱼卵相似水平时，青鳉鱼的繁殖力会急剧下降，当青鳉鱼幼鱼眼畸变发生率为2%时，成鱼的繁殖能力(从产卵到存活幼鱼)会降低40%左右。虽然我们尚无法进一步验证，但我们推测三苯基锡不仅影响了青锵鱼的繁殖，也会影响到中华鲟的繁殖力。
由于畸变特别是眼睛畸变是一种相对容易观测的现象，所以可以被用作衡量三苯基锡污染导致鱼群繁殖能力降低程度的一个指示。
持续的三苯基镊污染
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遭到破坏造成的；包括化学品在内的环境污染，以往常常只是作为模糊的第三位因素来对待。中华鲟与三苯基锡的关系，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。虽然我们还不能确认中华鲟体内富集的三苯基锡，到底是来自哪里，但毋庸置疑的是，像三苯基锡这样的有机锡污染物，在我们的水域中早已广泛存在了，受到影响的恐怕也不仅仅是中华鲟。
尽管全球不少国家和地区全面禁止使用三苯基锡，但三苯基锡的污染仍旧是一个全球性问题，因为三苯基锡具有很强的稳定性，难以降解，过去排放到环境中的三苯基锡能够通过水环境界面、生物富集、食物链传递、生物死亡等过程在自然界中不断循环，对生态环境的危害也将会长期持续下去。(文章代码：100921) (胡建英)