魚の目のレンズには、生涯にわたる有毒水銀への曝露が記録されていることが新しい研究で判明

水銀汚染は人間の健康、特に胎児や幼児に対する世界的な脅威です。への暴露 メチル水銀, 水銀が湖や川に流れ込むときに形成されるタイプで、 子供の脳の発達に悪影響を与える などの症状を引き起こします。 言語障害と筋力低下 魚介類を主な食料源として摂取する成人に発生します。メチル水銀はまた、健康と生殖を脅かします。 魚やその他の野生動物.

人間、動物、鳥は魚介類を食べるとメチル水銀にさらされます。科学者たちは、魚がいつどのように水銀を蓄積するかを理解するために数十年にわたって研究してきました。この情報は、さまざまな水域や景観にわたる水銀リスクを評価したり、水銀リスクを評価したりするための鍵となります。 水銀排出削減を目的とした政策変更.

科学者たちは何十年もの間、耳石として知られる魚の耳石を使用して、魚の成長、回遊、食事、特定の汚染物質への曝露のタイミングについての洞察を得てきました。ほぼエンドウ豆ほどの大きさのこれらの小さな炭酸カルシウムの構造は、魚の内耳の中に形成され、聴覚と平衡感覚の調節に役立ちます。耳石は次のことについての手がかりも提供します 気候変動が魚に与える影響.

しかし、水銀などの一部の汚染物質は耳石に取り込まれません。むしろ、筋肉組織などの硫黄を含む組織に非常に強く結合します。そのため、水銀汚染による汚染を評価するために歴史的に筋肉組織が使用されてきました。

新たに発表された研究では、我々は、個々の魚の生涯にわたる水銀への曝露について新たな窓を明らかにした。 魚の目で測る. 。この研究は、魚が生涯にわたってこの強力な神経毒にさらされることを理解するための新たな可能性を解き放ちます。

魚の耳と目に手がかり

現在、科学者たちは、魚の全身、または多くの場合切り身、つまり筋肉組織にどれだけ水銀が蓄積しているかを測定することによって、魚への水銀の取り込みを分析しています。このアプローチは、魚が生涯にわたってどれだけの水銀を蓄積したかを教えてくれますが、魚が生涯のうちにいつ水銀にさらされたかについては具体的には教えてくれません。タイムスタンプがありません。

水銀濃度は、特定の魚種内でも大きく異なります。たとえば、1991 年から 2010 年まで、米国政府監視員が検出されました タラの水銀レベル 平均は 0.111 ppm でしたが、最高では 0.989 ppm に達し、9 倍の差がありました。これは、時間の経過による水銀排出量の変化に加えて、個々の魚の動きや食事がその暴露に大きな影響を与える可能性があることを示唆しています。

私たちの研究では、耳石の老化と魚の目の水晶体中の水銀の測定を組み合わせて、魚の目の水銀濃度に年齢を割り当てる新しい方法を提案します。目のレンズは純粋なタンパク質でできており、硫黄含有量が高いため、水銀を容易に吸収します。 水から直接 または魚の餌から。

メチル水銀は特定の臓器に優先的に取り込まれるようです。 目のレンズも含めて. 。高用量では、 魚の視力を損なう可能性があります.

私たちのアプローチは、耳石を使って魚を熟成させる確立された技術から始まります。魚が成長し、老化するにつれて、耳石には炭酸カルシウムの層が毎年追加されます。森林官が幹の年輪を測定して樹木の年代を測定するのと同じように、年輪と呼ばれる年間成長層間の距離を測定することで、魚の年齢と成長率を推定することができます。

また、魚の目は耳石の成長に比例する速度で成長することもわかっています。そこで私たちの分析では、魚の耳石で見つかった比例距離を目の水晶体に適用します。私たちの焦点種であるラウンドハゼ (ネオゴビウス・メラノストムス)、これら 2 つの測定値間の線形関係は強いです。

目の水晶体が成長して水銀が蓄積すると、この耳石との対応関係を利用して、魚がいつ露出したのかを正確に特定することができます。また、魚眼レンズは一生を通じて層を成して成長するため、生涯にわたる曝露の年表をたどることができます。

気候との関連の可能性

この新しい方法を使用すると、魚の生涯にわたる水銀曝露の年代を追跡し始めることができます。そして、移住や食事の変化などの生活史の出来事、または次のような一時的な出来事について質問することができます。 水中の溶存酸素レベルが低い 一年の特定の時期には、魚の水銀レベルに影響を与える可能性があります。

この方法の強みは、人間と同様に重要な個々の魚の情報を提供できることです。魚の個体によって獲物を捕らえたり、ストレスを回避したり耐えたりする能力が異なり、そのすべてが魚の成長や水銀への曝露に影響を与える可能性があります。

そして、1 匹の魚の全年齢の水銀曝露に関する情報が得られれば、あらゆる年齢の多くの魚から大量のサンプルを収集する必要性を減らすことができます。これは、科学者が伝統的に魚の生涯にわたる曝露がどのように変化するかを評価してきた方法です。

この新しい方法は、気候変動が水銀曝露にどのような影響を与えているかを理解するのにも役立つ可能性があります。

水温の上昇に伴い、川、湖、河口、海洋では溶存酸素の一部が失われています。として知られるこのプロセス 脱酸素, 、水生生物にとって重大なストレス要因です。

池や湾の酸素濃度が通常の 1 リットルあたり 5 ～ 8 ミリグラムであるのに比べて、1 リットルあたり 2 ミリグラムを下回ると、その水域は低酸素状態であると言われます。低酸素状態はメチル水銀濃度の上昇と関連している可能性があります。この酸素の損失は、次のような要因によってさらに悪化します。 栄養汚染 – たとえば、都市または農業の流出から。しかし、温暖化の影響で、大陸から遠く離れた外洋でも発生する可能性があります。

低酸素症が増加すると、それが無効になる可能性があります 水銀排出量を削減するための最近の世界的な取り組み すでに湖や海洋に存在する水銀を魚に取り込みやすくすることによって。ただし、低酸素に対する魚の反応は個体や種によって異なります。米国科学財団の支援による私たちの現在の研究では、魚眼レンズと耳石がどのようにして食事や低酸素による水銀への曝露を解決するのに役立つかを調査しています。

科学者たちは、生物の体のさまざまな部分が過去のアーカイブとして機能していることをますます認識しています。私たちにとって、目の水晶体と耳石は、個々の魚の秘密の生活を理解するための重要な手段です。