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第22章 环境污染带来性别失调

§§§第1节环境污染破坏性别比例

现代胚胎学研究发现,畸形儿、低能儿的发生有10%与环境因素有关,近80%是环境与遗传因素综合作用的结果。近年,科学家们经过观察研究,发现环境污染还可造成人群中在生育上“阴盛阳衰”的生物学嬗变。

现实“女儿村”之谜

在小说《西游记》中我们看到过“女儿国”,其实,现实生活中的确有“女儿村”。在英国威尔斯北部有个叫戴姆维斯的小村,由于近几年在该地出生的婴儿全是女孩子,人们干脆就把这个地方叫做“女儿村”。

为了揭开“女儿村”之谜,生物学家们进行了实地考察,结果发现在这个村子的附近有一个锌矿场,从矿场流出的污水含有镉的成分,而村里的人都在饮用被镉污染了的水源,由此证明了该村尽生女婴与镉有关。

原来,人体细胞里的染色体有46条(分成23对),其中有44条(22对)男女都一样,称为“常染色体”;另一对染色体则男性与女性不同,称为“性染色体”。女性的这一对染色体两个都是X型,而男性的这一对染色体一个是X型另一个是Y型。在男女生殖器产生生殖细胞的过程中,由于减数分裂的原因,成对的性染色体会分离到不同的生殖细胞中去。由于女性的性染色体都是X型,因此只产生一种类型的生殖细胞——卵子;而男性的性染色体有X型和Y型,这样,男性产生的生殖细胞——精子就带有两种染色体了。在受精的过程中,当X型的精子和卵子结合时,受精卵会发育成女婴;当Y型的精子与卵子结合时,受精卵会发育成男婴。

科学家曾作过这样一个实验:他们在猪和白鼠的饲料中加入一定比例的镉,结果所繁殖的小猪和幼鼠雌性比雄性多得多。专家认为,人类和哺乳类动物的生殖过程相似,当人体内含镉量过高时,精子的成熟和活动能力都会受到影响。在这种情况下,由于带X染色体的精子的生存能力比带Y染色体的精子高,因此带X染色体的精子与卵子结合形成女胎的机会就会增多。由于戴姆维斯村水源镉的比例大大超过了实验动物饲料中的比例,怪不得村民所生的婴儿全是女性了。

后来人们又发现,在我国山西省一个偏僻的村庄里,十几年来没有出生过一个男孩,而成年妇女也个个患有头疼、骨痛等怪病。经专家调查,原来是这个村子的居民长期饮用含镉量较高的水造成的。

我国的贵阳市近年被称为“女儿城”。在该城的闹市区,多见三五个姑娘结伴出游,很少见男女青年结对而行。根据贵阳市南明区1984年的人口普查结果所示,该区女性人口占总人口70%。贵阳市为何女性多,目前还是一个难解之谜。

雌性激素污染的危害

“阴盛阳衰”如今已成为全球性的问题。为什么?科学家最近发现这并不只是一个社会问题,而且还有其生物学上的原因。那就是,女性荷尔蒙污染导致了男性衰弱。

近几年,在流经伦敦的泰晤士河,有人钓出了具有雌雄两性生殖器的变性鱼,特别是在污水流入处,这种变性鱼占鱼的总量估计高达40%。据布鲁尼尔大学的研究人员调查,变性鱼的出现是人们口服避孕药中所含的雌激素通过污水流入河中的结果。居住在泰晤士河一带约有300万女性经常服用避孕药,致使流入河中的雌激素又再次污染自来水。与其他地区相比,这一带男性不育症的比率也比较高。

在美国佛罗里达州的阿波普卡湖里,近年来鳄鱼的繁殖率急剧下降。据调查发现,湖水和鳄鱼体内均受到类似雌性激素作用的DDE(二氯苯二氯乙烯)高浓度污染,致使阴茎长度只有正常长度1/4的雄鳄数量剧增。

20世纪70年代,美国密执安州发生阻燃加工中使用的聚溴联苯混入肉牛饲料中的事故。经跟踪调查证实,男孩吮吸了食用过被污染牛肉的母亲的乳汁,长大后,阴茎发育不全和睾丸畸形的比率很高。人们20世纪末才知道,高浓度雌激素的污染对男性会产生各种不良影响。目前,世界各国都在关注这种新的荷尔蒙污染。

雌激素现在已被人工合成作为避孕药等在市面上出售,同时人们的身边也有许多和雌激素分子结构十分相似的化学物质,例如DDT(氯苯乙烷)、PCB(多氯化联苯)、PBB(多溴化联苯)和作为饮料瓶原料的聚碳酸酯等。

迄今为止,我们已经知道有37种化学物质都难于在水中分解,通过食物链的浓缩,易于在脂肪组织中积蓄。

丹麦的内分泌学家尼尔斯·斯卡凯别克在英国医学杂志上发表论文说,他调查了21个国家男性精液中的精子数,发现其数目比20世纪40年代减少一半;比利时、英国和日本的专家也作了调查,他们也发现20世纪50年代以来出生的男性,其精子数大幅度减少;而且在同一时期,发达国家的男性,睾丸肿瘤的发病率增加了2—3倍。这些均与雌激素类似物质有直接的联系。

到目前为止,科学家还没有找到什么有效的办法解决男性性功能下降和人体内雌激素过量的问题。他们在呼吁加强环保措施的同时,提出了一些建议:希望人们能够尽可能地重复使用塑料容器;尽可能不要作用含有氯化物的包装物;严格防止把塑料垃圾混入要作燃料处理的其他垃圾中;对衣物尽可能少用化学干洗;尽量使用无铅汽油。

§§§第2节影响人类行为的类激素

科学家们说,杀虫剂、塑料和其他合成化学物质不仅已造成人类精子数急剧降低,而且还对人脑造成严重损害,导致心理发育迟缓、学习能力低下以及过于残暴等异常行为。

一个由18位研究人员组成的小组就类激素物质对神经的潜在损害发表了一项声明。类激素物质是干扰睾丸激素、雌性激素、甲状腺激素以及其他激素活动的化学物质。

科学家们说,他们希望人类加强研究这些合成化学物质对行为的影响。

动物试验已表明,类激素物质以多种方式干扰神经的正常发育。在因意外事故接触了这类物质的人中,也找到一些证据支持这一结论。

美国马里兰大学医学院的神经病学家彼得·豪泽在接受记者采访时说,在一些“可怕”的事例中,妇女无意中吃了受多氯联苯(PCB)污染的鱼后,生下的婴儿有严重的神经缺陷,包括智商低下、动作不协调和注意力不集中等问题。

多氯联苯、二恶英以及诸如DDT之类的杀虫剂和其他数以百计的化合物能以多种方式扰乱内分泌功能。

§§§第3节动物雌性化的忧思

大千世界,无奇不有。当今世界动物出现的雌性化现象就是一例。据说,作为美国国徽上的白头鹰,现在在北美丛林中不仅数量少得可怜,而且外形也在退化。据知,白头鹰退化的原因就是因为雄鹰的生殖能力变弱。其实,遭此厄运的还远不止白头鹰,研究人员在佛罗里达州发现了阴茎弯曲的鳄鱼,在非洲发现了睾丸还在腹腔内的雄豹;鱼类学家也发现了一些生殖器官发育不成熟,雌雄没有多大差别从而几乎不能繁殖的鱼类。因此,生物学家大声疾呼:动物世界已面临着雌性化的危险。

一般来说,动物的雌雄性别是受性染色体控制的。性染色体决定性别主要有两种类型:一是XY型,这种动物的性染色体雄性为XY,雌性为XX,在配子形成时,雄性个体产生X、Y两种精子,雌性个体则只产生一种X卵子,当精子和卵子受精时,自然就有形成XY和XX型合子的可能,这两种合子分别发育成雄性和雌性。另一种是ZW型,它恰与XY型相反,雌性产生Z和W两种类型的卵子,雄性则只产生一种Z精子,Z精子与W卵子结合为雌性,Z精子与Z卵子结合则为雄性。在一般情况下,动物性别就按照性染色体所大体确定的方向发育。

然而,性别的决定与性别的发育是相互联系但又有区别的两回事。性别的发育和其他任何性状一样,都是遗传和环境相互作用的结果。当然这里说的环境,是指除遗传物质以外的内外环境。事实证明,有性别分化的生物,不管性染色体如何,幼体都有向雌雄两方面发育的可能性。如果内外环境非常有利于某一性状的发育,就可能产生跟性染色体相反的结果,这在遗传上称为“性反转”。早在1966年,查里纳就报道了爬行动物性别受孵化温度的影响。这个报道引起了生物学家对龟类性别决定机制的研究兴趣,研究的结果表明,龟类的性别决定机制可分为两种:一是异性染色体决定性别,一是环境因子决定性别。经过对多种龟类核型研究发现,绝大多数灵敏种类的龟尚没有异型性染色体分化,这类龟的性别主要是由卵的孵化温度决定的。自1917年皮奥首次报道欧洲池龟与陆龟性别是由孵化温度决定的以来,距20世纪末已发现6科20种龟的性别都由孵化温度所决定。当孵化温度偏高时,大多数发育成雌性个体;反之,发育成雄性个体。如棱皮龟的受精卵在30.5℃时全部发育成雌性个体;另一种龟的受精卵在30℃时全部发育成雌性个体,在28℃时则发育为雄性个体;还有一种龟的受精卵在30℃时全部发育为雄性个体。

1988年—1993年,种群生态学家弗雷德里克·詹曾博士,在密西西比河的汤姆森·考斯韦岛上,追踪调查了390个涂了标志的龟窝。这些小龟从1988年的整窝为雌性到1992年的整窝为雄性的性别比例不等。在整窝为雌性龟的1988年,汤姆森·考斯韦岛的7月平均温度为25℃,整窝为雄性的1992年则为21℃。研究大气的科学家早已指出,由于大气层中二氧化碳和其他温室气体的增加,使地球表面温度升高,将导致全球气候变暖。气象学家预言:全球变暖可能危及许多濒于灭绝的爬行动物,这些动物包括美国的短吻鳄、加拉帕戈斯龟等。詹曾博士说,经过几十个温暖的年份后,汤姆森·考斯韦岛上也许不会剩下任何雄龟了。因此,全球变暖就有可能导致一些动物因雌雄性别比例失调而灭绝。

致使动物雌性化危机的“罪魁祸首”不是别的,而是人类本身。在人类的生产活动中,除了排放了大量的二氧化碳和其他温室气体,从而使全球变暖外,半个世纪以来,人们还使用了大量的杀虫剂,其剂量之大,已经使动物机体内的激素失衡。久而久之,动物体内的雌性激素越来越多,以至发生变性。现在世界成千上万家制药企业生产避孕药以及其他激素制剂,并将废水废料随处乱倒。植物生长在含有雌激素的土壤里,吸收含有雌激素的水,人和动物又不得不吃这种水和靠这些原料生产出来的食品,于是就形成了恶性循环。

可叹的是,人类破坏了环境,危及到生物,同时也危及到自身的生存和繁衍。英国科学家对不受约束地乱抛雌激素污染环境的情况作过调查,结果表明,雌激素进入人体会引起睾丸癌、阴茎发育不全、精液量减少和尿道开裂。最近几十年,中年男子的精子数量减少,射精时精液量减少30%。20世纪末发达国家已有20%以上的夫妇苦于没有子女,将来不能为人父母的夫妇会更多。

造成雄性退化的还不仅仅是激素制剂,现已发现,在形成胚胎时就有对未来男性有危害的化合物,目前已达12种之多,如洗涤剂、杀虫剂和林木防护剂等。因此,俄罗斯《共青团真理报》曾刊发了一篇题为“国性退化——岌岌可危”的文章。看来这绝非危言耸听,据说专家们在用化学抗毒素方面的研究要用50年,于是该文便提出了这样的疑问:谁能保证在这漫长的世纪里,世界上的男人不会消失呢?但愿这只是杞人忧天。

§§§第4节混合杀虫剂危害健康

美国科学家在实验中发现,许多普通杀虫剂和工业用化学品的残留物组合在一起后对人体健康的危害要比预先估计的大。

由于杀虫剂中所含某些化学物质对人和动物的影响类似于雌激素,因此这类化学物质长期以来被称为“环境雌激素”。科学家认为,过多的“环境雌激素”易使妇女得乳腺癌,男性精子数目下降和睾丸癌发病率上升。在实验中科学家首先用基因技术对酵母细胞进行改造,使其细胞膜中带有能对雌激素产生反应的人体受体蛋白质。然后他们将酵母细胞分别置于狄氏剂、硫丹、毒杀芬和氯丹这4种公认雌激素作用较小的常见杀虫剂之中,发现酵母细胞中的受体蛋白质几乎没有任何反应。而当研究人员把4种杀虫剂混合在一起时,酵母细胞中类似雌激素的反应强度则比其在单个杀虫剂环境中增加了160至1600倍。有关专家认为,如果实验结果能够在动物实验中进一步得到证明,则人类应当对农药的环境危害进行再认识,各国政府应该加强控制具有类似雌激素影响的化学品。

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