就目前所知,农药主要通过以下两种方式进入生物圈:一种途径是,施撒在植物表面的农药只有少部分会被吸收,大部分最终会下渗,进入土壤和地下水,不仅可以造成土壤和水资源污染,还能通过食物链和食物网的富集传递,逐级累积,影响生物,最终会在人类身上累积,以致引起人类的各种疾病或死亡。另一种途径是,农药可通过直接摄食进入生物体内,从而引起生物的急性中毒等症状[3],严重者会引起死亡。据1998年的资料报道,在那时,全球每年因农药中毒的人就累计达到100万[4]。这一数据可表明由于农药而引起的环境问题以及生物的健康问题非常严重,我们应该重视并正确对待这一问题,探究因为农药而给植物、动物及人类所带来的各种危害及相应的机理,并将其作为一种依据,探索出能够促进现代农业发展的同时,也能够保护所有生物所要生存的生态环境的方法。
1941年,人们发现了2,4-D,若将其作为一种除草剂,自发现以来至今,除草剂的发展已经大约有七十五年的历史,在这期间所开发出作为商业用途的除草剂也达到了数百种。在1971年,Monsanto 公司开发出了广谱除草剂草甘膦,这一发现在农业中具有划时代意义[5]。草甘膦是一种內吸传导的非选择性叶面喷施的除草剂,自其发现以来就因其安全高效而又可降解而广受人们喜爱。仅仅就中国农业市场而言,都大约有百余种除草剂[6],而草甘膦是应用最广、使用量最大的品种。草甘膦能有效防治三百余种杂草,对单子叶、双子叶、草本和木本等植物都有一定的除草作用[7,8]。草甘膦属于有机磷类型的农药,与其他农药相比,这种类型的农药对光敏感的程度要更高。因此在施用草甘膦后,其主要是通过光化学降解途径进行降解的,从而达到其低毒安全的特点。正是因为这样,现在人们还普遍认为草甘膦安全且低毒,但实际上,根据流行病学已有的研究发现:如果人们暴露于草甘膦中,会产生较多的健康问题,例如DNA损伤,提高遗传病的发病率、引起适龄夫妇的生殖障碍等。
草甘膦铵盐是由于在水中草甘膦盐类的溶解度要比草甘膦更大,因此更适用于农业中的除草,也更符合人们的商业用途而制备成的。草甘膦盐类对植物的毒性也不尽相同,但少量的金属离子如钙、铁、铝会降低对植物的毒性。根据研究发现,在草甘膦盐类中,单异丙胺盐和三甲基硫盐对生物的毒性最高, 铵盐次之[9]。根据草甘膦在水中溶解度小的特性,其主要的剂型可分为两种:一是草甘膦铵盐类的水剂;二是草甘膦盐类的水溶性粒剂。草甘膦铵盐类的水剂可较好地保持原有生物的活性,且由于其低毒和安全高效的特点而广受人们欢迎,但同时也有一定的局限性,其包装运输不方便。而草甘膦盐类的水溶性粒剂对哺乳动物和水生生物的毒性较低,同时也具有较强的除草活性,且又便于包装运输,因此也更为人们所喜爱。草甘膦铵盐是一种化合物,是草甘膦与氨反应成盐后形成的,其化学性质与草甘膦相似。分子式为C3H11N2O5P,分子量为186.1036。它作为一种内吸传导灭生性除草剂,主要是通过对植物体内的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶的抑制,从而降低莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸等植物体内必需氨基酸的转化,使蛋白质的合成受到干扰,以导致植物死亡,达到除草的的效果[10-11]。文献综述
目前,由于栖息环境的缺失、生态环境的破坏等人为因素对动植物造成的影响,爬行动物被认为是全球衰退最严重的生物类群之一,并且爬行动物是真正脱离水环境的第一类陆生脊椎动物,对于生物进化史的发展甚至是整个生态环境的平衡都起着十分重要的作用,因此逐渐也有更多的人来研究爬行动物衰退的原因,并想借此来更好地保护爬行动物。而作为引起爬行动物衰退主要原因的人为因素自然受到各界的关注,其中农药伤害就是较为重要且不能忽视的一类因素。但对于除草剂草甘膦对爬行动物的影响,除了早年曾有人研究草甘膦对红耳龟的影响外[12],甚少有人研究除草剂对蜥蜴、蛇类等爬行动物的影响,更多的是人们对于鱼类和两栖类动物的研究。近年来人们对农药施加于动物影响的作用及机理的研究日益加深,这对人们研究和保护爬行动物起着重要的基础作用,也为人们研究农药对爬行动物的影响奠定了基础,能够使人们更深入地了解其中的机理及作用。若是动物的母体本身长期暴露在存在农药的环境中,对于胎生哺乳动物而言,会对幼体的淋巴细胞的分化有所影响,同时也影响幼体的基因表达等过程。但对于卵生动物来说,其胚胎发育已经脱离了母体,因此,目前关于卵生动物更多的研究是集中在农药对胚胎发育以及孵出幼体表型的影响。一般来说,用农药处理卵,结果通常是会对动物卵的胚胎发育造成影响。当然,也并非所有的农药都会影响生物的胚胎发育或性分化,如Podreka等人研究的我们所熟悉的农药DDT的一种代谢物DDE,其在一定浓度范围内就未能影响绿海龟性分化的结果[13]。