科学家破解哥斯达黎加鳄鱼性别失衡之谜

生活在哥斯达黎加塔尔科斯河上的鳄鱼。资料来源:ROBERT BLANKEN

克里斯·莫瑞连续三个旱季都呆在哥斯达黎加的帕洛巴德国家公园内和周围。他想在一个成员不断移动的团队的帮助下捕捉短吻鳄并确定它们的性别。

即使在晚上，炎热的天气也会让人窒息。当团队乘坐摩托艇顺流而下，或者从岸边悄悄地接近鳄鱼时，成群的蚊子会围着车灯打转。默里和他的同事们，当他们看到一条鳄鱼通常会把它的一半身体沉入水中，他们会涉入水中追踪它或者用船抓住它。在一次典型的捕捉中，默里的朋友迈克·伊斯特会用一个2米多长的套索来绑住鳄鱼。默里说，当鳄鱼挣扎时，“每个人都在大声喊叫”。一旦鳄鱼变得“平静”，他们会用毛巾盖住它的眼睛，用胶带封住它的嘴，然后把它拖上岸。

默里和他的同事研究了帕洛巴德国家公园近500只鳄鱼的生殖器，发现了一些奇怪的事情:鳄鱼的性别比例严重失衡，新孵化的鳄鱼的雄性数量是雌性的四倍。更重要的是，鳄鱼的生殖器被合成代谢类固醇污染了。研究人员怀疑这导致了性别转变。

激素17α-甲基睾丸酮(MT)有时被开给睾丸酮不足的男性或患有乳腺癌的老年女性。它是如何进入生活在哥斯达黎加农村的鳄鱼体内的？一个可能的线索是公园附近的渔民用含有这种激素的食物饲养罗非鱼。MT将把雌性罗非鱼转变成速度更快、利润更高的雄性罗非鱼。目前，默里和他的同事们正在研究渔场的MT是否以某种方式污染了鳄鱼。

北卡罗莱纳州火星山大学的生理学家马修·米尔恩斯没有参与这项研究，他说这一发现“对鳄鱼的数量和更广泛的生态社区产生了重要影响”。除了扭转性别比例，MT还可能干扰鳄鱼的繁殖。这也是一个大问题，因为美国鳄鱼已经被列为易受攻击的物种，而帕洛巴德国家公园是它们生存的重要据点。污染也可能改变鳄鱼的行为，使其更具攻击性。如果是这样，与人类的冲突将会增加。它们也伤害海龟、鸟、鱼和其他水生生物。与此同时，由于整个热带地区的渔场都在用含有MT的食物喂养罗非鱼，这种激素也可能在其他地方引起问题。

雄性和雌性鳄鱼的比例严重失衡。

2012年，当默里作为阿拉巴马州奥本大学的研究生来到帕洛伯德时，他正在寻找更有趣的论文项目。“你将研究鳄鱼。”公园研究站的负责人马哈茂德·马赛丽告诉他，并为进一步调查提供了一个话题:最新研究发现，该地区雄性鳄鱼与雌性鳄鱼的比例达到了3:1。

为了证实这一说法，默里、伊斯特和马赛丽组成了一个小组，尽可能多地捕捉鳄鱼，并弄清楚发生了什么。在对来自7个地方的474只鳄鱼的性别进行鉴定后，他们发现鳄鱼的性别比例比之前的研究显示的更男性化，男女比例约为1:3.5。这种差异适用于所有年龄段。在新孵化的鳄鱼中，雄性占近80%；在成年鳄鱼中，雄性占60%。他们在2015年报道了这一发现。

然而，这些数字变得更加令人惊讶，因为气候变暖可能会驱使鳄鱼的性别比例向其他方向发展。与人类不同，鳄鱼和短吻鳄没有性染色体。相反，胚胎是变成雄性还是雌性取决于孵化期间巢的温度。帕洛巴德的平均低温在不到20年的时间里上升了约2.5℃。为了说明变暖的影响，默里和他的同事在塑料鸡蛋里制作了温度记录仪，并把它们埋在25个鳄鱼窝里。根据巢温估计，该小组估计新孵化的雌性鳄鱼数量几乎是雄性鳄鱼的两倍。他们去年报道了这一发现。默里和其他人认为，某种东西可能正在颠覆之前的温度效应。

性别进化偏离

研究人员听说公园附近的几个罗非鱼养殖场使用了甲基叔丁基醚。他们怀疑这可能导致鳄鱼的性别差异。为了验证这个想法，他们在美国短吻鳄的卵上涂抹了三种不同浓度的MT，然后在只能产雌性短吻鳄的温度下孵化卵。大约60%添加了两种最高浓度的甲基转移酶的卵发育成雄性鳄鱼。"机器翻译确实对鳄鱼的雄性化产生了影响."默里说。

今年四月，另一个谜题被解开了。该小组报告说，在帕洛贝得鳄鱼的血液和蛋黄样本中发现了这种化学物质，证实它们曾接触过杰弗里·麦克拉里山，他是尼加拉瓜国立自治大学的环境科学家，他说，与之前的假设相反，“这种激素在某些野外条件下无法生物降解”。

基于其他研究，监管者认为食用含MT食物的罗非鱼对人类食用是安全的。然而，北卡罗来纳大学教堂山分校的分子生物学家伊莉莎白·威尔森说，环境中散布MT的证据令人担忧。“我不能告诉你它对人体有害。”威尔逊说，“但是低水平的雄激素对孕妇有害。”

破解荷尔蒙的来源

打破机器翻译的起源一直是一个大问题。"在正常情况下，机器翻译不会在环境中产生."美国环境保护署生殖毒理学家厄尔·格雷，目前是北卡罗来纳州立大学的兼职教授，他说，“它只会出现在有人类活动的环境中。”默里认为附近的罗非鱼养殖场成为自然的“嫌疑人”，因为它们可以提供这种激素的水生来源，尽管它是如何到达鳄鱼的还不清楚。鳄鱼有时溜进农场，美美地吃一顿。然而，默里说，在帕洛巴德测试的所有鳄鱼都含有MT，而且“它们不可能都去过农场”相反，他和他的同事怀疑罗非鱼逃出了农场，被鳄鱼吃掉了。随后，鳄鱼吸收了MT，并将其储存在脂肪中。雌性鳄鱼产卵时，会将荷尔蒙传给后代。

弗兰克·查普曼是佛罗里达大学的生态学家，也是拉丁美洲罗非鱼产业的研究员，他说产自农场的MT“令人信服”。亚利桑那大学的渔业生物学家凯文·菲茨西蒙斯(Kevin Fitzsimmons)为世界各地的罗非鱼养殖场提供建议，他说这种情况可能不会发生，但也有可能“尤其是机器鱼处理不当或意外释放”。

默里承认，他和他的同事没有直接证据表明他参与了农场，并且正在研究其他潜在的来源。这种化合物似乎离帕洛巴德很远——来自塔尔科尔斯鳄鱼的血液和蛋黄，它们属于100多公里外的另一个水系。默里说受污染的鳄鱼可能会从帕洛巴德迁移到塔尔科的莱斯。然而，MT也可能通过其他途径进入环境，例如来自首都圣何塞上游支流的污染。由于人类正在服用这种激素，不管是合法的还是非法的，它都可能进入城市下水道。菲茨西蒙斯说，健身爱好者使用如此多的MT，以至于比起罗非鱼养殖场，他们更有可能在那里和帕洛巴德公园造成污染。

然而，如果农场是源头，他和查普曼相信这个问题会更容易解决。菲茨西蒙斯说，农场可能没有正确处理含有甲基苯丙胺的容器，这是一个很好的解决办法。查普曼认为，在拉丁美洲流行的细粉饲料很容易在养殖罗非鱼的池塘底部堆积，然后被冲到周围的水道中，或者被鳄鱼和其他无意中进入池塘的动物吞食。生产类似于美国出售的更大的颗粒可以增加食物在MT泄漏到环境中之前被吃掉的机会。他预测，如果农场出现问题，整个行业都愿意采取措施保护鳄鱼。"这样的事情会败坏水产养殖业的名声。"查普曼说。(宗华编译)

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