海洋枝角类完整生活史实验监测环境内分泌干扰物质的研究

Investigations on endocrine disrupting chemicals have focused primarily on exposure to human and other vertebrates during the last decades.In this study, a full life cycle test, including the parthenogenesis period, the sexual reproduction period and the production and hatching of resting eggs, will be used on common marine zooplanktonic cladocrea P. avirostris and E. tergestina. Then the following questions will be discussed: 1) the effects of different EDCs on growth and reproduction of marine cladocera; 2) whether the EDCs can induce sexual reproduction. If they can, the extent of sexual reproduction will be compared; 3) the effects of different EDCs on the hatching of resting eggs; 4) modeling the short-term and long-term dynamics of nature population that affected by a kind of EDCs based on the results above; 5) whether the influences of different EDCs on population growth, sexual reproduction and hatching of resting eggs have relations to genetic background. The results of this study will provide some important data for monitoring and predicting the EDCs in marine environment, and lead to an environmental approach to evaluate the effects of EDCs on marine ecosystem.

目前，对于内分泌干扰物质的研究多集中于人类和其他脊椎动物，本研究以海洋中习见鸟喙尖头溞和肥胖三角溞为研究对象，通过包括枝角类孤雌生殖阶段、有性生殖阶段以及休眠卵休眠与萌发阶段在内的完整生活史周期实验，探讨如下科学问题：1）环境中不同性质的内分泌干扰物质对海洋枝角类种群生长和繁殖的影响；2）环境中的内分泌干扰物质能否诱导枝角类从孤雌生殖世代进入有性生殖世代，不同性质的内分泌干扰物质诱导有性生殖发生的程度如何；3）不同性质的内分泌干扰物质对枝角类休眠卵萌发量和萌发模式的影响；4）基于上述实验结果，建立模型对自然种群受到某一内分泌干扰物质影响后短期和长期种群动态进行系统模拟；5）枝角类种群增长、有性生殖、休眠卵萌发等生活史过程对内分泌干扰物质的响应是否受个体遗传背景的影响。从而为监测海洋环境中的内分泌干扰物质提供重要的基础数据，同时也为研究内分泌干扰物质对海洋生态系统的影响奠定一定的理论基础。

本项目的研究基本依照项目计划要点来执行各部分的研究内容，研究成果较为丰富，一些成果达到了国际水平，从多方面揭示了海水枝角类对内分泌干扰物的生活史响应特征，为进一步在海洋环境内分泌干扰物的生物检测中应用枝角类奠定了基础。具体研究内容和成果概括如下：（1）由于受自然条件和实验条件的影响，我们从内陆盐水中采集驯化培养到海水中一种枝角类——蒙古裸腹溞，使之成为本项目中受试的“海水枝角类”；（2）通过短期的生命表研究和长期的种群动态研究，发现在安全浓度内，低含量的内分泌干扰物暴露不会影响蒙古裸腹溞的种群动态特征，而随着内分泌干扰物浓度的提高，负向的影响逐渐明显，表现为种群密度、净生殖率、内禀增长率和生命周期的显著降低；（3）低浓度的内分泌干扰物暴露可以促进蒙古裸腹溞种群有性繁殖的比率，后代中雄体的数量明显增加；某些内分泌干扰物可以显著提高蒙古裸腹溞休眠卵的萌发率，同时内分泌干扰物可诱发休眠卵产生短时间的爆发式萌发；（4）蒙古裸腹溞的基因型对内分泌干扰物的响应规律和模式没有特别显著的影响，两个实验基因型蒙古裸腹溞种群对所测试的三种内分泌干扰物均表现出相似的反应规律。