McGill 领导的团队最近发表的一系列研究论文发现,通常以农达 (Roundup) 标签出售的除草剂草甘膦可以改变天然淡水细菌和浮游动物群落的结构。值得注意的是,研究人员发现,对于浮游动物,0.1 毫克/升草甘膦的水生浓度足以导致多样性丧失。
“由于浮游生物构成了淡水生态系统食物链的基础,因此了解浮游生物群落对广泛使用的杀虫剂的反应非常重要,”麦吉尔大学微生物学和免疫学系副教授杰西夏皮罗说。“我们的研究表明,根据目前可接受的北美水质准则,这些社区的结构可能会受到损害。”
使用淡水池塘测试农用化学品的毒性
毒性研究通常依赖于单一物种的实验室测试,而忽略了许多环境因素和物种相互作用对群落对污染物的反应可能产生的影响。在这些研究中,研究人员使用了充满湖水的 1,000 升实验池塘的大规模阵列,以更好地了解化学物质对天然浮游生物的影响。他们记录了细菌、藻类和浮游动物群落对世界各地农民常用的三种化学物质的个体和联合存在的反应:除草剂草甘膦(农达——用于控制玉米和大豆田中的杂草)、新烟碱类杀虫剂吡虫啉(使用以控制刺吸昆虫)和营养肥料。
我们发现,当我们单独使用农药和化肥时,在很宽的浓度范围内,草甘膦是农用化学品中群落结构最有影响力的驱动因素,”麦吉尔大学生物学系和 Liber 教授安德鲁冈萨雷斯说。生物多样性保护 Ero 主席。
淡水细菌和浮游动物群落的反应不同
有趣的是,草甘膦污染对淡水细菌和浮游动物的影响不同。细菌群落最初受到高浓度草甘膦的影响,但它们可以在几天内从这种压力中恢复过来。
蒙特利尔大学生物学博士生 Naila Barbosa da Costa 说:“我们相信他们能够康复,因为他们来自一个原始湖泊,而且最初的社区非常多样化,足以‘缓冲’如此巨大的影响。”以及最近在分子生态学中关于浮游细菌的论文的第一作者。“我们不知道来自不太多样化的生态系统的细菌群落是否能够以同样的方式应对严重的污染。”
第一次接触草甘膦时,浮游动物群落的丰度和多样性迅速下降。此后,浮游动物的总丰度在不到 3 周的时间内恢复,但物种数量(以及多样性)仍然很低,尤其是在高度污染的池塘中。这是因为草甘膦的应用消除了敏感物种,允许少数耐受物种接管并增殖。
“即使在浮游动物丰度似乎未受影响的情况下,持久的物种丧失和组成变化对淡水生态系统的功能和稳定性也有明显的影响,”麦吉尔生物系博士生、该论文的第一作者 Marie-Pier Hébert 说。最近发表在生态应用。“草甘膦在淡水生态系统中的级联效应如何长期影响它们的健康值得更多研究。”