摘要:沙氏变色蜥(Anolis sagrei)原产于巴哈马群岛和古巴。但这类蜥蜴具有极强的入侵性,如今已在美国南部各地被发现。其中,生活在新奥尔良的沙氏变色蜥种群,似乎会从当地环境中摄入大量铅。| 国家地理图片集
地球是一个奇迹
物种|全球
沙氏变色蜥(Anolis sagrei)原产于巴哈马群岛和古巴。但这类蜥蜴具有极强的入侵性,如今已在美国南部各地被发现。其中,生活在新奥尔良的沙氏变色蜥种群,似乎会从当地环境中摄入大量铅。| 国家地理图片集
在新奥尔良,一种小型蜥蜴体内的铅含量创下全球脊椎动物最高纪录——然而,这般高浓度的铅似乎对它们毫无影响。
这一纪录源自近期发表于《环境研究》(Environmental Research)期刊的一项研究。该研究检测了来自城市两个不同社区的沙氏变色蜥(Anolis sagrei)体内铅的含量及其产生的影响。“数据最初让我们震惊不已,后续研究便像滚雪球般逐步推进,”安妮莉丝·布兰切特(Annelise Blanchette)表示。
她在新奥尔良杜兰大学(Tulane University)攻读博士期间参与了此项研究,“这些蜥蜴能在高铅环境中存活且长势良好,这种能力在动物中实属罕见。” 监测这类体内含有“史无前例”高浓度铅的安乐蜥,有助于公共卫生官员锁定城市中对人类健康存在较高潜在风险的社区。
“动物其实是反映环境污染物情况的‘哨兵’,能直观展现环境中存在的问题,”杰西·伯曼(Jesse Berman)指出。他是明尼苏达大学的环境流行病学家,并未参与此项研究。
蜥蜴如何摄入铅?
此前,杜兰大学的一项研究发现,新奥尔良周边嘲鸫的铅耐受性与其攻击性存在关联,布兰切特希望在此基础上进一步深入探索。“我们对重金属如何影响人类已有较为充分的认知,但对于其对野生动物的影响,了解还不够全面,”她说道。
于是,布兰切特与同事分别从两个区域捕捉沙氏变色蜥:一处是靠近杜兰大学、位于市中心住宅区的老城区,另一处是庞恰特雷恩湖(Lake Pontchartrain)附近更偏向郊区的莱克肖尔(Lake Shore)地区。
在实验室检测中,研究人员发现蜥蜴血液中的铅含量高得惊人:其中一只蜥蜴的血液铅含量达到每分升3192微克。“记得看到这一数据时,我特别惊讶——它竟然还活着,”布兰切特回忆道。这些蜥蜴血液铅含量的平均值为每分升955微克,即便与人类在内的其他脊椎动物相比,这一数值依旧极高。
“要是人类血液中的铅含量接近每分升10微克,医生就会高度警惕,”如今身为美国环境保护署(EPA)生物学家的布兰切特表示。而这些蜥蜴所能耐受的铅含量,对人类而言无疑是致命的。
老城区捕捉到的蜥蜴,平均铅含量高于郊区的蜥蜴。布兰切特认为,这一差异可能由两方面因素导致:一方面,杜兰大学周边区域建成时间早,当地房屋更可能仍在使用含铅油漆;另一方面,莱克肖尔地区的建筑较新,含铅油漆使用较少,且布兰切特还提到,该地区的庭院及其他绿地中,有大量从铅污染程度较低区域运来、经过修复的土壤。
在居民区,油漆是铅的主要来源之一。随着时间推移,油漆会逐渐剥落,热带风暴还可能将房屋墙壁上的漆片吹落到周围土壤中。沙氏变色蜥随后会通过多种途径摄入铅:或是直接接触房屋上的油漆,或是接触受污染的土壤,亦或是捕食小型节肢动物。
布兰切特表示,密西西比河(Mississippi River)沿岸的工业活动也可能是铅污染的部分诱因——污染并非仅来自老房子的油漆。“不幸的是,这座城市恰好是多种潜在污染途径的集中地,但这并非新奥尔良独有的问题,”她补充道,其他老城市的土壤或许也存在类似的高铅污染情况。
不过,即便在污染更严重的老城区,蜥蜴在平衡能力、耐力与冲刺速度测试中,似乎也未受到铅的影响。研究人员发现,铅含量较高与较低的蜥蜴之间,在身体机能上并无显著差异。
蜥蜴的铅耐受极限究竟有多高?
为弄清这些蜥蜴安全摄入铅的最大剂量,研究团队对来自莱克肖尔地区的蜥蜴开展了为期60天的投毒实验,投毒剂量从无铅到每日每千克体重500毫克铅不等。
结果显示,最高的两个剂量对蜥蜴而言过高。“这些蜥蜴的口腔周围出现了溃疡,并且停止进食,”布兰切特说道。 但对于每日每千克体重摄入1至10毫克铅的蜥蜴,研究人员并未观察到明显症状。
实验结束时,每日摄入10毫克铅组中的一只蜥蜴,其血液铅含量达到了每分升10600微克。“这是我们有十足把握确定‘未观察到任何负面影响’的最高铅含量,”布兰切特表示。
然而,仅通过平衡能力、速度与耐力测试,并不足以断定这些蜥蜴能耐受高浓度铅暴露。赫勒·伯恩斯托夫·海德斯奥夫(Helle Bernstorf Hydesov)是哥本哈根大学的野生动物兽医,她曾研究过哺乳动物体内的铅含量,却未参与此次研究。她认为“根本不存在‘安全的铅暴露’这一说法”,并对讨论“铅耐受性”的意义提出质疑。
“可以说,如果你没发现铅对动物产生副作用,那只是因为你还没找到正确的健康指标去研究,”她解释道。 目前,布兰切特团队在实验室与野外观察中获取的数据,让安乐蜥在脊椎动物铅耐受榜单上“独占鳌头”。
马克·汉弗莱斯(Marc Humphries)是约翰内斯堡金山大学的分析化学家,他曾在南非的一只尼罗河鳄鱼(Nile crocodile)体内检测到每分升1310微克的铅含量——这一数值此前一直是野生脊椎动物体内铅含量的最高纪录。
“爬行动物似乎拥有一种非凡的能力,即便暴露在高浓度污染物中,也能存活下来,且生理机能受到的明显影响极小,”汉弗莱斯表示。无论是鳄鱼还是蜥蜴,“这样的铅浓度对任何哺乳动物或鸟类来说都是致命的,但爬行动物却能以某种方式存活下来。”
蜥蜴何以能在铅中毒中存活?
在最后一项实验中,布兰切特及其同事从莱克肖尔与杜兰大学周边区域捕捉了更多沙氏变色蜥。DNA分析结果显示,铅含量较高的蜥蜴与铅含量较低的蜥蜴相比,有几个不同基因处于“激活”状态。
布兰切特表示,有趣的是,其中一些表达存在差异的基因,此前已被证实与重金属耐受性有关。例如,体内含铅的安乐蜥似乎会表达更多与“氧气携带能力”相关的基因。
布兰切特解释道,铅会干扰细胞吸收氧气的能力,因此这种基因表达的变化很可能是蜥蜴的一种适应机制。“要是我们能弄清楚动物细胞层面发生的变化,就能将这些知识应用到人类身上,”她说。
撰文:Joshua Rapp Learn
编译:Arvin
校对:钱思琦
版式设计:钱思琦
点点,谢谢关注。
伸出小手
来源:国家地理中文网一点号