预测污染物对密歇根鱼类数量的影响

密歇根州立大学渔业和野生动物系副教授谢丽尔·墨菲领导的一个为期三年的项目正在探索保护鱼类种群和它们生活的水域的方法。

图片由密歇根自然资源部提供。bob体育下载ios

密歇根自然资源部表示,钓鱼是该州最受欢迎的户外娱乐选择bob体育下载ios之一,通过旅行和设备相关支出,每年产生近25亿美元的经济影响。密歇根州每年购买的垂钓者执照超过100万张,在美国排名第五。

密歇根州立大学(MSU)渔业和野生动物系副教授谢丽尔·墨BOB体育菲(Cheryl Murphy)领导的一个为期三年的项目正在探索保护这些鱼类种群和它们生活的水域的方法。墨菲是水生毒理学专家,他正在指导一个由几所大学的研究人员组成的团队,研究污染物对鱼类种群的影响。bob体育登录

墨菲说:“在细胞水平上衡量污染物对单个鱼类的影响相对容易,但我们真的想预测整个种群的结果。”“我们对这些影响如何在不同规模和物种之间转化感兴趣,因为这将使我们能够对鱼类种群和群落做出预测,这一结果可能有助于监管决策。

“对于密歇根州来说,这项工作将帮助我们预测这些遗留污染物(如多氯联苯和汞)以及新兴化学品(如药物)是如何影响本地物种的。”

在美国环境保护署“科学实现结果”项目的资助下,研究人员正在评估甲基汞和多氯联苯对四种鱼类的影响。多氯联苯是一种长期存在的常见环境污染物,目前在美国已被禁止使用。bob体育登录

这个小组——包括来自密歇根州立大学的迈克尔·琼斯,来自密西西比州立大学的纳塔莉亚·加西亚·雷耶罗和来自威斯康星大学密尔沃基分校的迈克尔·卡万——正在研究斑马鱼、黑头鲦鱼、黄鲈鱼和鳉鱼的幼虫,因为它们是生活在密歇根州水道中的许多物种的良好模型。

在实验室中,幼鱼被置于三种场景中的一种:暴露在没有污染物的环境中,暴露在低剂量的污染物中或暴露在高剂量的污染物中。在一段时间内测量生长和基本的生存行为,如游泳率、进食和猎物探测。

初步结果表明,暴露在甲基汞浓度增加的环境中,鱼的游动速度变慢,它们的视觉反应距离发生变化,摄食减少。因此,随着时间的推移,在污染物的存在下,逃脱捕食者和捕获食物的能力会受损。在模拟中,受到高剂量污染物影响的鱼类存活率显著降低。

Garcia-Reyero是基因组学方面的专家,他正在检查幼鱼的大脑,看看在施加压力时哪些基因会被表达,以及鱼的行为是如何反应的。研究人员bob体育登录发现,行为的改变与特定基因的表达之间存在相关性。这有助于预测污染物对鱼类种群的大规模影响,并为环保主义者提供信息,让他们知道应该在哪里集中精力对抗生态系统污染。

墨菲说:“分子扰动对这项研究来说真的很重要,因为污染物的影响通常是微妙的或亚致死的。”bob体育登录“虽然鱼可能不会死,但会发生遗传和生理上的变化。如果我们知道这些变化是什么,我们知道这些是很好的模式物种,我们就可以预测各种鱼类种群的变化,或者从我们的分子工作中找出种群数量下降的原因。这些分子水平的反应比整个种群或鱼类群落更容易测量。”

该组织选择黄鲈鱼是因为密歇根湖的黄鲈鱼数量呈下降趋势。他们想了解污染物是否导致了种群数量的下降,或者是否有证据表明,入侵物种等压力因素是共同作用的。为了配合这一研究项目,一个由全球科学家组成bob体育登录的社区正在努力从几种鱼类和水体中收集信息,并跨越生物组织的多个层面。

利用大量的新技术——例如基因组学和计算工具——以及协作数据共享工具,科学家们已经创建了一个用于讨论和反馈的全球网络。

墨菲说:“我的任务是利用这些项目的数据,在生物组织的不同层次之间建立定量联系。”“我们彼此分享的数据越多越好。通过这些努力,我们可以真正了解污染物和其他压力源如何影响全国和世界各地的鱼类物种。”

一些研究人bob体育登录员甚至将其与人类健康联系起来。神经行为模型具有跨物种应用,因此研究人员可以利用它们来预测环境污染物对人类健康的影响。bob体育登录墨菲说,这样的研究项目可bob体育登录以产生深远的影响。更深入地了解人类活动如何影响环境有助于政府和机构制定立法,以创造更健康的生态系统和促进可持续性。

墨菲说:“密歇根州人民非常重视我们五大湖的资源。“保护它们很重要,这样我们才能子孙后代享用它们。最终,我们希望政策制定者做对密歇根州最有利的事情。”

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