農藥暴露下，蚯蚓增重減緩80%、DNA受損！新煙堿類殺蟲劑潛在生態(tài)危機

蚯蚓，被譽為“土壤工程師”，是土壤生物多樣性和生態(tài)健康的重要指示生物。?綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）工作組

近年來，農業(yè)中種子處理應用的普及可能對土壤生物——如蚯蚓——造成意外的危害。近期，一項由由中國科學家進行的最新研究揭示了新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓健康的潛在威脅。該研究于2024年2月14日發(fā)表在ACS的《環(huán)境科學與技術快報》期刊上，旨在探究殺蟲劑對赤子愛勝蚯蚓（Eisenia fetida）線粒體DNA的毒性。

農藥處理可以在植物生命周期的不同階段引入，包括在播種之前覆蓋種子（如包衣種子）或在作物已經生長時噴灑。該研究指出，不同化學物質同時應用的現(xiàn)象在實際農業(yè)中十分普遍。其中，新煙堿類化合物（neonicotinoids）是美國等地常用的一類殺蟲劑，然而在歐洲聯(lián)盟的許多地區(qū)，這些殺蟲劑已被禁用。

最新的這項研究發(fā)現(xiàn)，這些殺蟲劑和許多殺菌劑在地下水和土壤中持久存在，而蚯蚓可能會受到其影響。研究團隊通過觀察蚯蚓的體重和mtDNA損傷來監(jiān)測其健康狀況。與細胞核中的DNA不同，mtDNA不能很好地修復自身，因此可以幫助指示環(huán)境毒素的“離靶”效應。

在實驗室實驗中，研究人員讓幼年階段的蚯蚓接觸了單一殺蟲劑和新煙堿類殺蟲劑與殺菌劑DIF的組合，濃度模擬了農藥處理種子留下的殘留物。結果顯示，雖然所有的蚯蚓都存活了下來，但在30天內，單一殺蟲劑處理的土壤中的蚯蚓體重增長明顯減少，同時暴露于新煙堿類化合物和DIF的組合的蚯蚓比單一化合物更為受損。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，農藥暴露導致了蚯蚓mtDNA損傷的顯著增加。由于線粒體在細胞內生成大部分能量，mtDNA的損害可能會中斷細胞功能和其他代謝過程。

這一研究的結果在于揭示了新煙堿類殺蟲劑對蚯蚓的潛在威脅。盡管所有蚯蚓在實驗中都存活了下來，但其體重增長減緩和mtDNA的損傷表明，即使是相對較小量的化學物質滲出，也可能對蚯蚓產生不可忽視的影響。而農藥處理的種子可能是這些化學物質釋放的主要源頭，這提示了我們需要審視農業(yè)實踐中農藥使用的潛在風險。

該研究得到了中國國家自然科學基金的資助。感興趣的讀者可以參看全文：

Chao Zeng, Qing Cheng, Wei Li, Shu Yan, Kaiye Li, Chensheng Lu. Mitochondrial DNA Damage in Earthworms: A Hazard Associated with Sublethal Systemic Pesticide Exposures. Environmental Science & Technology Letters, 2024; DOI: 10.1021/acs.estlett.3c00914

來源 | ACS, ScienceDaily，CBCGDF等
編譯 | 王芊佳
編輯 | Linda
排版 | 綠葉

【參考資料】

American Chemical Society. "Pesticides to help protect seeds can adversely affect earthworms' health." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 February 2024. www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240214122620.htm

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.3c00914#

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