研究表明青蛙可以快速提高对杀虫剂的耐受性
尽管有大量研究表明害虫会逐渐对杀虫剂产生耐受性，但关于这些生态系统中的非目标动物如何产生同样耐受性的研究却少之又少。在最近发表的研究中，伦斯勒理工学院生物科学教授、David M. Darrin '40 高级特聘教授 Rick Relyea 博士及其团队已经开始解决这一研究空白。研究结果发表在《水生毒理学》杂志上。
“出于经济利益的考虑，大多数农药研究都集中在目标害虫上，但我们并没有太关注非目标物种，而这些物种代表了世界上所有其他的生物多样性，”雷利亚说。
“我们还研究了非目标动物是否可以快速产生对杀虫剂的耐受性，这是没人研究过的东西，因为这不是进行毒理学测试的标准方法。”
标准毒理学测试侧重于确定一次接触农药的致死量。另一方面，Relyea 和团队首先将林蛙暴露于亚致死剂量，在许多情况下，这使得它们在几天内迅速产生更高的耐受性。
“在自然界中，动物很可能接触到杀虫剂，”雷利亚说道。“生活在农田、草坪和园林绿化等附近的动物……很可能接触到大量小剂量的杀虫剂。问题是，这会对动物造成什么影响？我们的研究发现，对于几种常用的杀虫剂，林蛙可以在几天内增加耐受性。”
Relyea 及其团队研究了来自宾夕法尼亚州西部和纽约州东部的 15 种林蛙对三种常见杀虫剂（西维因、毒死蜱和二嗪农）的耐受性。他们比较了青蛙首次接触无杀虫剂或亚致死浓度农药后再接触致死浓度农药的结果。研究小组发现，近一半的林蛙种群表现出快速诱导的耐受性。
“我们认为这是动物在多代中更快速地进化出对杀虫剂耐受性的一种方式，”雷利亚说。“如果对杀虫剂的耐受性首先通过亚致死剂量暴露而产生，那么它有助于保护后代，因为这种耐受性在基因上是有利的。后代不需要暴露于亚致死剂量就能表现出更高的耐受性。”
但必须指出的是，耐受性的提高是有限的。“我们不想让人们认为杀虫剂对非目标动物没有威胁，”威斯康星大学麦迪逊分校森林与野生动物生态学系副教授杰西卡·华博士说。
“它们还是会死。对杀虫剂更耐受和对杀虫剂完全免疫之间是有区别的。此外，这项研究建立在我们的研究基础之上，该研究证明，虽然低剂量的杀虫剂可以诱导耐受性，但这种对杀虫剂的耐受性代价高昂，并会影响动物耐受其他威胁（如疾病）的能力。”
总的来说，这项研究是一个更大的谜团的第一部分，希望如此。
“我们希望我们的研究能为进一步的研究打开大门，”普渡大学林业与自然资源系脊椎动物生态学教授 Jason Hoverman 博士说道。“其他两栖动物能产生对杀虫剂的耐受性吗？其他动物能产生这种耐受性吗？其他杀虫剂能产生耐受性吗？”
伦斯勒理工学院科学学院院长 Curt Breneman 博士表示：“通过这项研究，Relyea 博士及其团队为我们提供了宝贵的见解，让我们了解两栖动物如何快速适应环境中的威胁，并最终将这种适应性传给后代。我期待看到这项研究的未来成果，同时我们也在寻找减少环境毒素存在的方法。”
除了华和 Hoverman 之外，参与 Relyea 研究的还有普渡大学博士后研究员 Devin K. Jones、宾汉姆顿大学 Devin G. DiGiacopo，以及伦斯勒技术员 Brian Mattes 和 Erika Yates。
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