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在当今各种污染中,重金属污染是人类所面临的全球性问题,对生物多样性和人类健康构成了严重威胁。重金属污染源主要有交通、污灌、固体废弃物、农药和肥料的施用以及大气沉降等。环境中的重金属可通过动物的呼吸、表皮和摄食等途径进入体内。进入动物体内的过量重金属不仅能引起细胞超微结构的变化和遗传物质的改变,还可诱导细胞凋亡并影响细胞的活力和增殖,影响动物的生长发育。对于那些小剂量长期作用产生的慢性毒性效应,用理化方法很难进行测定,而其中一部分重金属残留物被动物吸收和富集后,可以通过动物在环境中的分布、动物的生长和发育状况以及生理生化指标的变化来研究环境污染状况,对污染物的毒性进行监测。
本文以星豹蛛Pardosa astrigera为研究对象,探讨了重金属污染对蜘蛛生长发育和繁殖的影响,为蜘蛛的保护利用以及利用蜘蛛监测土壤重金属污染提供理论指导。本文的主要研究内容和结果如下:
1、采样点土壤及星豹蛛体内重金属含量的测定:我们选择重金属污染程度不同的5个采样点,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了土壤、雄性星豹蛛和雌性星豹蛛体内的Zn,Cu,Cd和Pb的含量,分析了其差异和相关性。结果表明:土壤中各重金属含量的最高点出现在M1,说明M1点是污染最严重的点,随着与M1点距离的增大,重金属的含量逐渐降低。同样,在污染最严重的M1点的雌性和雄性星豹蛛体内重金属Zn,Cu,Cd和Pb的含量也最高。M1点蜘蛛体内重金属Zn,Cu和Cd的含量是污染最小点M5的2倍,M1点蜘蛛体内重金属Pb的含量是污染最小点M5的3倍。蜘蛛体内重金属含量与土壤中重金属含量程正相关系。
2、不同采样点蜘蛛体内解毒酶谷胱甘肽S-转移酶活性的测定:对五个取样点雄性和雌性星豹蛛体内谷胱甘肽S-转移酶的活性测定表明:在污染程度较小的M4和M5点,雄性星豹蛛体内谷胱甘肽S-转移酶的活性显著地高于其他各采样点。雄性星豹蛛体内GST的活性随着污染程度的加剧而降低。而雌性星豹蛛体内谷胱甘肽S-转移酶的活力以M2采样点最高,M2,M5雌性星豹蛛体内谷胱甘肽S-转移酶的活性显著地高于其他各采样点。
3、重金属对星豹蛛生长发育和繁殖力的影响:用水和重金属的盐溶液配置成一定浓度充当饮用水饲喂蜘蛛,比较研究了重金属对星豹蛛的发育历期、成蛛体重和雌蛛繁殖力影响,以研究重金属对蜘蛛的慢性毒害。研究结果显示:与用水作对照相比,用重金属盐溶液ZnCl2和PbCl2作为星豹蛛的饮水饲养蜘蛛时,星豹蛛幼蛛的发育历期延长。低浓度重金属盐对星豹蛛成蛛的体重无影响,但在高浓度下,星豹蛛成蛛的体重显著下降。虽然用重金属盐溶液饲养蜘蛛时,星豹蛛的繁殖力降低,但不同浓度重金属溶液喂养的蜘蛛的繁殖力差异不显著。表明重金属对星豹蛛具有一定的慢性毒性。