Embed Size (px)
Citation preview
迷 蝠 - 環境毒物會使回聲定位蝙蝠迷航
吳忠信 教授
國立臺灣師範大學生命科學系
To Fly or Not To Fly
近幾年調查發現 台灣許多地方
蝙蝠數量突然驟減
無獨有偶 全世界蜜蜂的數量也驟減
已經證實是農藥益達胺影響神經系統
從蝙蝠糞便(夜明砂)分析臺灣的環境汙染
北部蝙蝠的糞便主要含有過量的鉛、汞、鉻、鎘、錳等重金屬，可能是由於工業與交通排氣造成的環境汙染。 南部蝙蝠的糞便主要含有過量的砷、錳以及農藥殘存，可能是使用農業殺蟲劑造成的環境汙染。
環保署從臺灣各地採樣水分析環境汙染
Heavy metal and pesticide pollution/重金屬與農藥汙染
分析蝙蝠糞便的重金屬汙染與環保署資料大致吻合
蝙蝠對農業提供高價值的生態服務
蝙蝠對農業提供了很高價值的生態服務，例如協助植物傳粉、防制植物病蟲害以及糞便提供天然有機肥料等，世界上有一百多種果樹，都有賴蝙蝠播種及傳播花粉。 研究人員發現單隻食蟲蝙蝠一個晚上的覓食就可能吃掉數百隻，甚至上千隻的昆蟲，其中不乏許多可能危害農作物的經濟害蟲，不僅對農業收成助益甚大，而且不會污染環境，對控制害蟲的數量極為重要，可說是免費的「天然殺蟲劑」，對於生態與人類的經濟活動具有重大影響。
環境汙染是否損害蝙蝠記憶學習系統 ?
大腦具有內建定位導航系統
2014年的諾貝爾生理醫學獎研究發現大腦具有內建定位導航系統，其中海馬迴的位置細胞可以協助定位；內嗅皮質的網格細胞則是導航系統，這些神經元讓我們能夠知道自己身在何方，並且找出正確抵達目的地的路線。而阿茲海默氏症病人通常在發病初期，腦內的海馬迴與內嗅皮質就出現問題，因此無法辨識熟悉環境而容易迷路
當蝙蝠吃到含有農藥益達胺汙染的昆蟲食物時
會引起海馬迴與內嗅皮質神經元的細胞凋亡反應
進而損傷蝙蝠腦內的內建定位系統
此結果會造成蝙蝠空間記憶的喪失
本研究部分成果已經發表在
Neuroreport (2016)
27(6): 462-468.
Imidacloprid toxicity impairs
spatial memory of
echolocation bats via neural
apoptosis in hippocampal
CA1 and medial entorhinal
cortex areas. 益達胺毒性藉由
引起海馬迴CA1區以及內嗅皮
質內神經元的凋亡來損傷迴聲
定位蝙蝠的空間飛行記憶
環境毒物是否損傷蝙蝠回聲定位的
發聲系統、
聽覺系統、
飛行定向系統
?
當蝙蝠吃到含有重金屬錳汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的發聲系統
Auditory brainstem evoked response (ABR) 聽覺腦幹誘發電位反應檢查
當蝙蝠吃到含有重金屬錳汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的聽覺系統
當蝙蝠吃到含有重金屬錳汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的飛行定向系統
當蝙蝠吃到含有農藥益達胺汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的發聲系統
Auditory brainstem evoked response (ABR) 聽覺腦幹誘發電位反應檢查
當蝙蝠吃到含有農藥益達胺汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的發聲系統
當蝙蝠吃到含有農藥益達胺汙染的昆蟲食物時
會損傷回聲定位的飛行定向系統
進一步探討
環境汙染損傷蝙蝠回聲定位神經系統
的毒理機制
農藥益達胺汙染會使得蝙蝠腦組織中
FOXP2發聲基因的蛋白質表現明顯降低
Otoferlin 在聽覺中樞與耳蝸組織的表現對聽覺的敏感性扮演重要角色
農藥益達胺汙染會使得蝙蝠腦組織中
Otoferlin 聽覺基因的蛋白質表現明顯降低
Prestin 在聽覺耳蝸組織外毛細胞中的表現對聽覺的敏感性扮演重要角色
農藥益達胺汙染會使得蝙蝠耳蝸組織外毛細胞中
prestin聽覺基因的蛋白質表現明顯降低
農藥益達胺汙染會使得蝙蝠中腦下丘組織中
神經發炎以及細胞凋亡的蛋白質表現明顯增強
中腦下丘 是聽覺神經路徑中最重要的聽覺神經核
農藥益達胺汙染會使得蝙蝠耳蝸組織中
神經發炎以及細胞凋亡的蛋白質表現明顯增強
耳蝸 是聽覺神經路徑中最早產生聽覺的組織
由本實驗室研究發現
環境毒物確實會損傷蝙蝠的回聲定位系統
進一步研究發現
當蝙蝠攝食到含有環境毒物昆蟲食物時
蝙蝠回聲定位的定向、發聲、聽覺、
以及定位系統均會受到損傷 !
此損傷過程應該是因為環境毒物可能
引發蝙蝠腦神經元發生發炎與細胞凋亡反應，
進而損傷蝙蝠回聲定位系統，
最終導致蝙蝠迷航而無法正常飛行。
研究成果總結
最後 祝蝠各位
未來一年能有滿滿幸蝠
文薈廳一大特色就是廊道仿哥德式飛扶壁穿廊(俗稱蝙蝠廊)，蝙蝠廊六根柱子象徵著六隻蝙蝠，其形狀有如飛蝠展翅。
文薈廳另一大特色就是牆壁上端有一木製窗框，形狀為大衛之星，外圍是六隻蝙蝠向外飛。
臺師大文薈廳-讓您遇見滿滿幸蝠的蝠屋
感謝聆聽
Contact Information Dr. WU, Chung-Hsin
Ph.D. of Neuroscience, University of Missouri,
USA
Professor, Department of Life Science,
National Taiwan Normal University
E-mail: [email protected]
TEL: +886-2-77346363 (Office)
/+886-2-77346364 (Lab)
