最近的一项研究表明评估对亚马逊的影响同时暴露于杀虫剂和极端气候变化情景下的年坦巴基鱼。
研究人员将这些鱼置于更高的温度和更高的大气二氧化碳水平,以及两种杀虫剂,一种除草剂和一种杀菌剂的混合物中,这些都是常见的只在巴西亚马逊地区的农场使用。
坦巴基的能力对我来说在温暖的水中,它们的肝脏、神经系统和DNA都受到了损害。
该研究还指出了该地区的食品安全风险,其中鱼是主要的蛋白质来源:仅玛瑙斯市每年就吃掉约400公吨的坦巴基鱼。
在巴西国家亚马逊研究所(INPA)的实验室中,有一个被称为“未来之屋”的地方。在这里,根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的预测,正在模拟一种极端的气候变化情景。这里的气温比亚马逊州首府、巴西亚马逊地区最大城市马瑙斯的平均气温高出约5摄氏度(9华氏度),大气中的二氧化碳含量也更高,达到百万分之708,而今天的水平约为百万分之420。
在这个未来的房间里,生物学家萨马拉·索萨(Samara Souza)用坦巴基(巨像鱼)进行了一项实验,将这些亚马逊淡水鱼不仅暴露在极端气候中,还暴露在玛瑙斯周围河流和湖泊中发现的混合杀虫剂中。
“随着气候变化,气温上升并不是我们需要关注的唯一因素,”INPA Adapta项目协调员阿达伯托·瓦尔说,该项目研究亚马逊水生生物如何应对气候变化。“我们还应该评估大气中的温度和二氧化碳浓度如何与环境中的其他降解因素(如杀虫剂)相互作用,形成危险的协同效应。”
Souza是研究污染物对亚马逊鱼类影响的专家,他已经对不同的杀虫剂对动物的影响有了深入的了解。对她来说,将这些与极端气候变化情景结合起来,是更好地了解栖息地内发生的事情以及如果公共政策不处理这些问题,生物未来将面临什么样的挑战的一种方法。
Souza说:“然而,不可能在实验室里重现环境中发生的一切。”“我们在实验中看到的相互作用和影响在本质上可能更加消极。”
2023年11月,玛瑙斯外的阿列克谢湖干涸的河床,这是该地区一个世纪以来最严重的干旱。图片由Rafa Neddermeyer/Agência Brasil提供。
在她的研究中,Souza让36只小坦巴奎鱼经历了两种不同的情景:一种模拟当前的温度和二氧化碳水平,另一种模拟极端的情景。这些动物暴露在这些环境中96小时。他们还接触了该地区常见的四种农用化学品的混合物:杀虫剂毒死蜱和马拉硫磷,除草剂阿特拉津和杀菌剂多菌灵。这些物质进入水中的浓度与玛瑙斯附近水体中的浓度相似。
然而,即使在这样的浓度下,低于被认为对鱼致命的浓度,化合物的混合物也会对坦巴基鱼产生负面影响,包括肝损伤和对神经系统的负面影响,导致瘫痪和功能丧失。然而,当极端气候情景加入其中时,其中一些影响恶化了。换句话说,在较高的温度和二氧化碳水平下,鱼类失去了代谢和排出这些化合物的能力。
这是因为环境中的高温要求鱼调整自己的新陈代谢率。这一进程的后果是严重的。例如,有机磷杀虫剂的污染会导致乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制,AChE是一种对鱼类神经冲动传播至关重要的酶,还有其他对鳃有抗氧化作用的酶。
Souza说:“当接触到受污染的水时,那些已经在高温和高浓度二氧化碳环境中生活的鱼更容易受到农业毒素的影响,因为它们的新陈代谢还没有准备好对它们做出反应。”“这会产生比今天的气候情景更具破坏性的影响。”
这种组合对动物的肝脏和血细胞DNA造成了不可修复的损害。Souza说:“研究结果表明,未来气候变化加上杀虫剂将对亚马逊地区的鱼类有害,可能导致生物多样性的丧失。”
根据巴西农业、畜牧业和食品供应部(MAPA)的数据,目前该国批准用于农业用途的农毒素有4455种,其用途和配方从作物种植到牧场都有。其中,1017种是有机磷杀虫剂,如毒死蜱和马拉硫磷,这是坦巴基研究中使用的化合物。
由于这些化合物的作用方式,许多研究试图了解有机磷酸盐对水生生物的影响。这些化学物质干扰了它们要消灭的昆虫的神经冲动功能控制,抑制了乙酰胆碱酯酶的产生。“这会在神经系统中造成短路,导致肌肉麻痹和昆虫死亡,”罗伯托·阿尔托尼说,他是
圣保罗州
奥卡洛斯联邦大学的生物学家和遗传学家。
但这种化合物不仅影响它所针对的害虫。当鱼类和水生昆虫接触到水体时,这些有机磷酸盐对它们也有同样的影响。Artoni还撰写了一些研究,测试了这些对坦巴琴的影响,主要使用了市场上另一种容易获得的有机磷酸盐,敌百虫。“这种化合物会导致鱼类失去平衡。根据浓度的不同,动物开始侧身游泳,变得昏昏欲睡,无法逃脱捕食者或在自然栖息地活动,”他说。“当暴露在致命浓度的50%时,很少有鱼能存活。”
在分析坦巴鸠的肝脏组织时,Artoni和他的团队还发现,敌百虫会导致细胞死亡,激活与肿瘤形成有关的基因。“如果我们使用坦巴基作为模型,我们可以假设,在环境中,这些化合物也会损害其他鱼类的健康,甚至是构成河流食物链一部分的水生昆虫的健康。最后,这些农用化学物质可能会在鱼类肌肉中积聚到人类身上,这将导致同样相关的健康后果,”Artoni说。
2019年12月,西班牙生态毒理学家安德鲁·里科(Andreu Rico)访问了巴西亚马逊地区,评估了玛瑙斯、贝尔萨姆、圣塔姆和马卡帕
等城市水体中的农用化学品水平。正是Rico的研究使Samara Souza建立了她应该在坦巴鼓研究中使用的实际化合物浓度水平。
Rico根据现有的关于不同物种化合物致死水平的数据,对亚马逊地区这些成分的毒性能力进行了评估。这些数据可以确定,在这些城市周围的河流中发现的毒死蜱和马拉硫磷杀虫剂浓度对水生生物多样性非常危险。在水中总共发现了11种化合物。
Rico说:“然而,我们使用了文献中已经研究过的物种作为参考,因为没有足够的数据来评估亚马逊物种的具体风险。”“在我们测试的农业毒素中,我们发现亚马逊鱼和其他地区的鱼在敏感性上没有显著差异。”
玛瑙斯郊区的里奥内格罗河。在其水体中鉴定出11种农业毒素。图片由Fabio rodriguez - pozzebom /Agência Brasil提供。
玛瑙斯等亚马逊城市的人口增长导致对食物的需求增加,现在这些大城市周围的小农场可以满足这些需求。根据多学科测绘集体MapBiomas的数据,玛瑙斯郊区的农业用地面积从2004年的16公顷激增至2022年的197公顷(40至487英亩)。
2013年的一项研究表明,非本地水果和蔬菜的种植是如何导致农业毒素用于对抗害虫和其他植物竞争的激增。这些化学物质一旦进入土壤,就会浸出并很快进入河流。
但是,关于该地区农药使用的研究都是由大学和研究中心进行的,政府没有对其日益增长的使用进行官方监控。事实上,由于缺乏数据,这些化合物的许多其他用途在该地区不受控制或不受监测。
玛瑙斯亚马逊联邦大学的寄生虫学教授安娜·戈麦斯(Ana Gomes)引用了在当地水产养殖业的养鱼场使用敌百虫对抗寄生虫的例子。“由于对这种农药在水生动物身上的使用没有控制,它被非法用于水产养殖。该地区的政府机构也没有主动监测这些产品在水产养殖中的使用,”Gomes说。
Artoni和其他人的研究强调了他们在实验室测试中发现的暴露于农业毒素的负面影响是如何在该地区的养鱼场重复出现的。研究表明,有机磷可以在暴露的动物内脏中停留长达15天。由于没有对养鱼场将水排放回自然水道的控制,“这些化合物很有可能进入河流,”戈麦斯说。
Mongabay联系到亚马逊独立水产养殖协会置评,该协会否认该州的养鱼户使用了上述化合物。该协会尚未对这一问题进行任何正式评估。
一名男子在庆祝亚马逊河流域的节日上烧烤坦巴基
年鱼在Rond?nia的状态。图片由Marcelo Camargo/Agência Brasil提供。
“巴西不断增长的农业部门只能解释巴西农用化学品消费的一部分,”生物学家查尔斯·多斯桑托斯说。2018年,他发表了一项研究,将巴西列为世界上最大的农业农药使用国,15年来巴西的农药需求增长了150%。
虽然这一增长与巴西农业边界的扩张直接相关,但多斯桑托斯指出,滥用这些化合物是另一个重要因素。“由于担心损失作物,人们倾向于使用比推荐量大得多的农药。这包括将这些化合物结合起来,让农民觉得自己有更多的控制权,”他说。
但这些农用化学品在环境中具有高度持久性和高度流动性。在萨马拉·索萨的研究中使用的除草剂阿特拉津在完全溶解之前可以在水中保留100天。欧洲在20年前就禁用了莠去津,并在2020年禁用了毒死蜱。然而,巴西仍然是这些产品的主要消费市场,这些产品的专利甚至不属于国家所有。
在亚马逊地区,气候变化的影响与这些农业毒素的影响相结合,威胁着该地区的食品安全。在这里,鱼是蛋白质的主要来源:仅玛瑙斯每年就消费约400公吨的坦巴基鱼。除了健康风险之外,这种组合还将意味着该区域渔业和水产养殖生产力的损失。
然而,巴西有充足的农用化学品替代品。多斯桑托斯引用了农作物的生物控制措施:使用捕食害虫的物种,直到它们的数量减少或完全消灭。
“还有其他选择,包括作物轮作和综合虫害管理,甚至可以使用无人机,”多斯桑托斯说。“新一代的家庭农民需要获得最新的科学技术,这样他们就可以减少农药的使用,甚至降低成本。”
对于那些水质已经受到损害的地方,比如养鱼场的下游,INPA正在研究所谓的生物絮团技术。这涉及使用微生物来改善农业系统中的水质,从而提高动物的免疫力,从而减少对农用化学品和其他药物的需求。
横幅图片:一种铃鼓(巨象)。图片由Fir0002提供,GFDL 1.2,维基共享资源。
本文首次以葡萄牙语发表于2024年9月30日。