绿海龟(Cheloniamydas)被世界自然保护联盟濒危物种红色名录列为濒危物种。由于偷猎、与船只相撞、栖息地破坏和渔具意外捕获,它们面临灭绝的危险。
但与气候变化相关的另一个威胁更为隐蔽:海龟的性别决定取决于温度,这意味着随着温度不断升高,越来越多的胚胎发育成雌性。在澳大利亚附近的大堡礁北部,已经有数百名雌性宝宝与雄性宝宝出生。
现在,研究人员表明,由于缺乏雄性绿海龟而导致的灭绝风险可能会因污染而加剧。
格里菲斯大学澳大利亚河流研究所的研究员、《海洋科学前沿》上一项新研究的第一作者阿瑟·巴拉扎博士说:“我们在这里表明,人类活动产生的污染物也可能影响发育中的绿海龟的性别比例,加剧了已经存在的对女性的偏见。”
巴拉扎和同事研究了污染对赫伦岛绿海龟发育的影响,赫伦岛是大堡礁南部的一个小珊瑚沙岛。这座岛屿每年有200至1,800只雌性来这里筑巢,是该物种的长期监测地点。目前,这里的性别比例比赤道附近更加平衡,大约每孵化出两到三只雌性孵化出的雄性。
海龟降温项目
本研究是世界自然基金会澳大利亚海龟降温项目的一部分,该项目旨在研究抵消人为对海龟性别比例影响的方法。我们尽一切努力尽量减少动物的痛苦,并最大限度地从每只被牺牲的海龟幼体中获得的数据量最大化。该研究已获得昆士兰大学动物伦理委员会和昆士兰公园和野生动物服务中心的批准。
作者在产下蛋后两小时内收集了17窝完整的蛋,并将它们重新埋在自动温度探测器附近。它们每小时记录一次巢穴内和海滩表面的温度。
澳大利亚苍鹭岛上的绿海龟(Cheloniamydas)的幼龟。图片来源:亚瑟·D·巴拉扎
当幼体孵化出来时,它们被安乐死,并通过解剖和检查性器官来确定它们的性别。他们的肝脏也被移除,并使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)以及对培养的海龟细胞的生物测定来测量其中的污染物。
疑似雌激素
在这里,作者重点关注了铬、锑和钡等18种金属,以及多环芳烃(PAH)、多氯联苯(PCB)和多溴二苯醚(PBDE)等有机污染物。在模型生物体中,这些都被认为或怀疑具有“异雌激素”的功能:与女性性激素受体结合的分子。
“雌性海龟在觅食的地方积累这些污染物。当卵在她体内发育时,它们吸收她积累的污染物。然后这些污染物被隔离在胚胎的肝脏中,孵化后可以在那里停留数年,”巴拉扎说。
尽管大多数巢穴主要产下雌性幼体,但每窝幼体的最终性别比例从100%雄性到100%雌性不等。刚孵化的海龟肝脏中重金属锑和镉的平均含量越高,巢穴内对雌性的偏好就越大。
作者得出的结论是,这些污染物模仿了雌激素的功能,并且倾向于将发育途径转向女性。
“随着性别比例接近100%雌性,成年雌性海龟会越来越难找到伴侣。这一点变得尤为重要,因为气候变化将继续使筑巢海滩变得更温暖,并且更加偏向雌性,”巴拉扎说。
来自同一研究所的资深作者JasonvandeMerwe博士补充道:“确定哪些特定化合物可以改变孵化的性别比例对于制定防止污染物进一步使海龟种群女性化的策略非常重要。
“由于大多数重金属来自人类活动,例如采矿、径流和一般城市中心废物的污染,因此最好的方法是采用基于科学的长期战略来减少污染物进入我们的海洋。”