農藥及環境污染物對黑斑蛙毒性影響研究進展

中圖分類號： Q959.5+3 文獻標識碼：A

文章編號：1006-3188（2025）03-051-06

農藥廣泛應用于農業、林業、衛生等多個領域的有害生物控制，是支撐現代農業發展的重要藥劑[1]，按照用途可以分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑和植物生長調節劑等，按照來源可以分為化學農藥和生物源農藥[2]。農藥的不合理使用，會造成農產品質量安全、生態環境安全和人、畜健康安全等嚴重問題。隨著我國工業化和城市化的快速發展，大量的環境污染物，主要包括重金屬、氨氮、磷、石油類、有機污染物和無機污染物等，通過家庭生活和工業生產經垃圾排放和廢水排放、滲透到土壤和水生態系統，嚴重污染環境[3]

2017年中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》，文件特別提出“加強資源保護和生態修復，推動農業綠色發展，推動農業可持續發展，必須確定發展綠色農業就是保護生態的觀念”[4]。黑斑蛙是農田生態系統的重要成員，主要以昆蟲為食，被譽為“農田衛士”或“莊稼保護神”，對于維持生態系統平衡起關鍵作用；加強對黑斑蛙的保護，有利于保護生態以及推進綠色農業的發展。據統計，一只黑斑蛙每年可以消滅害蟲15000只[5]，可以有效地控制害蟲的數量，保護農作物的生長。值得注意的是，黑斑蛙皮膚具有高滲透性，對農藥及環境污染物非常敏感，環境污染物的存在會在黑斑蛙的發育和生存過程中產生毒性作用。

然而，由于早期農藥的廣泛使用，生態系統平衡遭到破壞，黑斑蛙的生存環境受到有害物質威脅，種群數量急劇減少，于2004年4月30日被列入世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄[6-7]。研究農藥及環境污染物對黑斑蛙的影響對于生物多樣性的維持和生態環境的保護具有重要指導意義，本文根據近年來農藥及環境污染物對黑斑蛙的毒性影響進行總結和分析，為保護兩棲動物資源提供科學依據。

1農藥及環境污染物對黑斑蛙的急性毒性研究

受精以后，黑斑蛙需要經歷受精卵、蝌蚪、幼蛙、成蛙這4個階段的變態發育過程。農藥及環境污染物在黑斑蛙的蝌蚪、幼蛙和成蛙階段中都具有急性毒性作用。有研究指出，蝌蚪階段的黑斑蛙細胞分裂旺盛，對環境的變化極為敏感，常被用作水環境質量指示生物[8-10]。參照GB/T31270.18—2014《化學農藥環境安全評價試驗準則第18部分：天敵兩棲類急性毒性試驗》，以黑斑蛙死亡數和劑量濃度為數據，采用統計學方法得出 96h 半數致死濃度（ 96h- LC₅₀ ）可以作為判斷農藥及環境污染物對黑斑蛙毒性作用的評價依據[11]，并以“ LC₅₀?0.1mg/L 的劑量為劇毒， 0.1mg/L50?1.0mg/L 的劑量為高毒，1.0mg/L50?10mg/L 的劑量為中毒， LC₅₀>10 mg/L 的劑量為低毒”進行評估[12]。根據毒性評價依據可以判斷農藥及環境污染物對黑斑蛙各個階段的急 性毒性等級（表1），從而促進綠色農業的發展。

表1農藥及環境污染物對黑斑蛙的急性毒性

2農藥及環境污染物引起黑斑蛙的中毒表現及死亡癥狀

黑斑蛙蝌蚪受到農藥及環境污染物的影響，會出現異常的行為和狀態，主要表現為開始出現異常興奮，活躍，游動迅速，浮頭，呼吸困難，繼而身體慢慢失去平衡，漂浮水面，身體扭曲，翻轉，游動緩慢，最后沉底死亡[13，14，16.21]，期間肛門排泄物增加[22]，具體見表2。黑斑蛙蝌蚪經 20mg/L 的硒酸鈉或 500mg/L 以上的撲虱靈染毒后，都有活動能力降低，對刺激不敏感等癥狀[17.23]。用 3mg/kg 的 Cd²⁺ 溶液對黑斑蛙進行皮下注射染毒10次后，會出現行動遲緩，反應遲鈍，眼神淡漠，體表粘液增多的 現象[24]

表2農藥及環境污染物引起黑斑蛙蝌蚪的異常表現

3農藥及環境污染物對黑斑蛙生長發育的影響

在黑斑蛙生長發育的過程中，農藥及環境污染物對其影響是非常顯著的。黑斑蛙在正常的發育條件下，一般很少出現畸形，除一些未受精卵外，胚胎都可以發育至出水孔完成期[26]。但是，受到農藥及環境污染物的影響，在黑斑蛙胚胎、幼體及成體階段，都會出現生長發育被抑制的情況 [9，19，21，27-31] ，在胚胎和幼體階段，還會表現出身體異常形態（見圖1），如腹部膨大[25-26]，尾部彎曲[26]，脊椎彎曲、腹部腫大尾巴短小、腹部充水、尾巴彎曲、頭部不規則[27]，蝌蚪尾向一側彎曲、頭部變大、身長與身寬比例不均衡[29]等。

圖1農藥及環境污染物對黑斑蛙生長發育的影響

農藥及環境污染物對黑斑蛙的遺傳毒性影響主要表現在對遺傳物質DNA和染色體的損傷。紅細胞微核試驗、彗星試驗和單細胞凝膠電泳（SCGE），是評估農藥及環境污染物對黑斑蛙是否具有遺傳毒性常用的實驗方法[32-34]。已有研究表明，壬基酚[35]、Na₂SeO₄ 和 Na₂SeO₃ 對黑斑蛙蝌蚪紅細胞會產生損傷，可導致紅細胞產生微核及核異常現象， Na₂SeO₄ 和Na₂SeO₃ 可對黑斑蛙蝌蚪基因組DNA造成不同程度的斷裂損傷[17]，且 Na₂SeO₃ 的毒害作用明顯強于（204號 Na₂SeO₄^[23] 。生物農藥阿維菌素[21]、二硝基苯胺類除草劑除草通[36]和吡蟲啉[37]，均可以引起黑斑蛙紅細胞的遺傳物質損傷，具有染色體斷裂劑和紡錘絲毒劑的雙重作用。 12.5μmol/L 以上濃度的重鉻酸鉀能顯著誘導黑斑蛙外周血細胞產生DNA 鏈斷裂損傷[21]阿特拉津可使DNA鏈斷裂，造成黑斑蛙淋巴細胞DNA損傷，產生細胞毒性[20]

5農藥及環境污染物對黑斑蛙生殖毒性的影響

農藥及環境污染物對黑斑蛙生殖系統的影響，主要集中在精子數量改變、精子形態改變和激素紊亂等方面。研究指出， Cd²⁺ 可導致黑斑蛙精巢組織中的各級生精細胞、支持細胞和間質細胞受到損傷[24，38]，可導致黑斑蛙精子數量減少和精子畸形率增加，同時影響了精巢組織中的酶的活性水平和活力[39]。 Pb²⁺ 可引起黑斑蛙精巢脂質過氧化損傷，導致精子數量下降和精子質量衰退[40]。四溴雙酚A（TBBPA）和四氯雙酚A（TCBPA）可導致精子形成障礙，造成精巢組織病理學損傷，破壞黑斑蛙精巢抗氧化系統穩態，誘導激素分泌紊亂，造成了嚴重生殖毒性[31]。三氯生（TCS）導致黑斑蛙雌性蝌蚪性腺出現精巢結構，雌性黑斑蛙產生雄性化效應[41]。低劑量全氟辛酸（PFOA）可誘導黑斑蛙精子產生畸形，增強P450芳香化酶和類固醇生成因子1（SF-1）基因的表達，具有雄性生殖毒性，造成黑斑蛙體內性激素水平發生改變[42] C

6農藥及環境污染物對黑斑蛙生理生化的影響

腺昔三磷酸酶（ATPase）是一組在細胞內離子轉運和能量代謝過程中起重要作用的酶系統，由于多種類型污染物對其有顯著的影響，因而它是一項重要的敏感性生物指標。 Cd²⁺ 對黑斑蛙肝、腎、心臟組織Na⁺-K⁺ －ATPase活性具有抑制作用，肝臟和腎臟的 Na⁺-K⁺-ATPase 對鎘較為敏感，半最大效應濃度（ EC₅₀ ）值分別為28.49和 34.15mg/L^[43] 。汪美貞[40]報道，黑斑蛙在 0.1～1.6mg/LPb² 溶液中染毒30d ，精巢組織中 Ca²⁺-ATPase ： Na⁺-K⁺ - ATPase酶活性被顯著誘導， Ca²⁺-Mg²⁺ - ATPase 酶活性被明顯抑制。賈秀英等[44]研究發現，黑斑蛙在較低濃度鎘的長期暴露下，肝、腎組織脂質過氧化產物丙二醛（MDA）含量顯著升高，導致機體發生氧化損傷。

黑斑蛙體內谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）先被誘導，再被抑制，由此造成活性氧的積累和對細胞膜的損傷，降低生物的適應性反應能力[44]。高愛保[45]發現不同體積分數的 41% 草甘麟異丙胺鹽（水劑）溶液可以引起黑斑蛙不同組織器官中SOD和過氧化氫酶（CAT）活性先被誘導激活，而后受到抑制。

乳酸脫氫酶（LDH）同工酶是體內參與糖類代謝密切相關的重要酶系。王丹丹等[18]研究表明，低濃度阿維菌素對黑斑側褶蛙肝臟LDH5活性可能具有誘導作用，而隨著濃度升高，其活性又被抑制，而在同一濃度組，隨著阿維菌素對黑斑側褶蛙染毒時間的延長，肝臟LDH同工酶帶活性都呈升高的趨勢。黑斑蛙精巢組織中酸性磷酸酶（ACP）、堿性磷酸酶（AKP）和β-葡糖醛酸苷酶（β-DG）酶活性在一定鉛劑量染毒下被明顯抑制，LDH酶活性被明顯誘導[40]

7總結和展望

當前，針對農藥和環境污染物對黑斑蛙的毒性影響研究主要集中在黑斑蛙的胚胎和蝌蚪階段，尤其是化學農藥的毒理作用。面對農藥不合理使用帶來的農產品質量安全和生態環境安全問題，應當倡導科學用藥，堅決禁正高毒農藥的使用，并加大綠色農藥的研發力度，以降低農藥對環境的污染。對于工業廢水排放，必須制定并嚴格執行更為嚴格的環保標準，以改善水環境，為黑斑蛙等兩棲動物營造一個良好的生存空間，從而保護生物種群，維護生態平衡。在此基礎上，應深入探討基因和分子水平的研究，準確評估環境污染對黑斑蛙的毒性影響。黑斑蛙種群數量的變化，不僅是一種生態警示，更是自然界賦予我們的“環境監測員”。它們的存在和狀況，將持續推動環境保護工作的深入開展。應當以此為契機，加強相關科學研究，為保護生物多樣性、維護生態環境提供更為堅實的理論依據和指導。

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