環境荷爾蒙影響牡蠣（Crassostrea gigas）受精率及其原因之探討

環境荷爾蒙影響牡蠣(

Crassostrea gigas)

受精率及其原因之探討

房樹生王韶囊朱育廷陳柏元林仕明唐銘駿

國立路竹高級中學

摘要 本研究分別以濃度。ppm 、 10ppm 、 lOOppm 、 lOOOppm 的環境荷爾蒙(清潔劑、主基笨醋、及三丁 基錫) ，在室溫處理牡蠣 Ohr 、 1 hr 、 2hr

'

3hr 、 4hr 後，分別觀察其牡蠣精于活動力及卵子完整率。 結果證明，清潔劑、圭基萃醋、及三丁基錫等常見的環境荷爾蒙皆會使得精子活動力 F 降及破壞卵 子的完整↑笠，使得牡蠣受精率下降。 關鍵詞.環境荷爾蒙、受精率 目 IJ i弓 21 世紀是個嶄新的時代，在科技日新月 異的今天，我們的生活更加地舒適，但接腫 而來的污染問題卻深深困擾著人們。環境荷 蘭蒙，或訐對一般人而言是個陌生的名詞， 在不久的將來，它卻可能大大地影響你我的 生活。 環境荷爾蒙是指環境中會干擾動物體內 荷爾蒙作用的物質，例如:戴奧辛、多氯聯 萃、多種農藥及多種清潔劑，其中主基萃醋 會造成雄性動物雌性化，三丁基錫會造成雌 性動物雄性化。目前的研究已發現，生態系 中的訐多動物，如蛙類、水顧、鯉魚、、自可螺 等已受到環境荷爾蒙的影響，使得族群減 少，性別比例改變，或雌性生出陰室等等的 畸形發生。 在生物課本中，我們學到了「生物放大」 現象，像環境荷爾蒙這類的物質，由於動物 體無法將它排除，會持續累積在體內，尤其 又以生活在水中的濾食性生物影響最為明 顯。 由於 A 般文獻中大多探討環境荷爾蒙對 於動物性器官變異的影響，我們便想利用牡 蠣作為材料，探討三種環境荷爾蒙(清潔劑、 主基萃醋、三 f 基錫)對牡蠣精卵受精率的 影響，是否這些物質也會妨礙精子和卵子的 結合，並嘗試探討影響精卵結合的可能原 因，以進-→步證實環境荷爾蒙對於生態系所 帶來的潛在危害。

材料與方法

壹、材料

一、生物材料.帶殼新鮮牡蠣(購自傳統市 場)。 二、顯微器材:光學顯微鏡、顯微照相機、 載玻片、蓋玻片、油鏡油。 三、化學材料:千分之 35 的人工海水(以相 鹽加蒸餾水調製)、清潔劑(取自學校廚 句/ 勻 J』

科學教育月刊 第 263 期 中攀民國九十二年十月 房)、圭基萃醋、三丁基錫。 四、測量器材:微量吸管、量筒、鹽度計、 電子秤、血球計數器。 五、其他:燒杯、解剖器具、打氣機、封口 膜、 2 尺水族缸、蒸餾水、組鹽、沉水 馬達、滴管、拭鏡紙。

貳、方法

一、三種環境荷爾蒙對牡蠣受精率的影響 步驟 1 :調配不同濃度的環境荷爾蒙並馴 養牡蠣方法 (1)取 4 個大水缸，其一為對照組，加入 8 公升的千分之 35 的人工海水。另外 3 組實驗組分別加入含濃度lOppm 、 IOOppm 、 IOOOppm 環境荷爾蒙的人工 海水，總體積為 8 公升。 (2)啟動沉水馬達使水流循環後，放入 30 隻帶殼牡蠣至 4 個水缸內馴養(圖一)。 圖一 身II 養牡蠣'情形 步驟 2 :活體解剖牡蠣 (1)共計作 5 個時程，每個時程間隔 l 小 時，分別是 Ohr 、 Ihr 、 2hr 、 3hr 、 4祉， 每次取出 6 隻帶殼牡蠣做活體解剖(圖 一 28 一 圖二 牡蠣活體解剖取精卵情形 (2) 待 6 隻牡蠣解剖完後，用微量吸管 吸取精卵 4ul:20ul 的比例至裝有 976ul 人工海水中的燒杯。 (3)靜待 30 分鐘使其受精。 步驟 3: 觀察精卵受精情形

(1)

30 分鐘後，每組燒杯中的受精卵再 用微量吸管吸取 IOul' 作成玻片放於顯 微鏡下觀察。 (2) 在顯微鏡下，用血球計數器分別計 算出 3 個視野下，未受精卵(圖三)和 受精卵(圖四)的數目，再計算受精率。 圖三 未受精的牡蠣卵子 (400X) 圖四 已受精的牡蠣卵子 (400X)

環境椅識蒙影響拉機 (Crassostrea giga的女精率及其應因之探討 二、環境荷爾蒙濃度及處理時間對牡蠣精子 活動力的影響。 調配方法同上，取牡蠣精子(圖五)觀 察，並比較在各種環境荷爾蒙的濃度與 處理時間下精子的活性，計算活動的精 子與不會活動的精子數目。 圖五牡蠣精子(l OOOX) 三、環境荷爾蒙濃度及處理時間對牡蠣卵子 完整性的影響。 調配方法同上，取牡蠣卵子(圖六)觀 察並比較在各種環境荷蘭蒙的濃度與處 理時間下卵子的完整性，計算完整的卵 子數目與不完整的卵子(包括破裂及變 形的卵) (圖七)數目。 圈六 完整的卵 (600x)

-29

圖七破裂的卵(600x) 四、三種試劑在相同濃度及處理時間下受精 率的差異 取方法一的實驗數據作圖比較。 五、三種試劑在相同濃度及處理時間下精子 活動力的差異 取方法二的實驗數據作圖比較。 六、三種試劑在相同濃度及處理時間下卵子 完整性的差異 取方法三的實驗數據作圖比較。 結果與討論 一、三種環境荷爾蒙對牡蠣受精率的影響 不論何種環境荷爾蒙，以濃度 Oppm 、 lOppm 、 IOOppm 、 lOOOppm' 處理牡蠣 Ohr 、 lhr 、 2hr 、 3hr 、 4世後，其受精率的變化如圖 八~十(實驗數據請見附錄表一~三) ，結果證 明在相同濃度下，牡蠣接觸試劑的時間較長， 則受精率下降較多，而且具有劑量效應(隨著 濃度的提高，牡蠣的受精率下降較嚴重)。換 言之，本實驗所測試的環境荷爾蒙都會妨礙牡 蠣精卵的結合，嚴重影響其繁殖能力。

科學教育月刊 第 263 期 中華民國九十二年十月 l∞

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2 浸泡時間也r) 國十不同三丁基錫濃度處理與不同浸泡時 間的牡蠣受精率曲線 二、環境荷爾蒙對牡蠣精子活動力的影響 為了探討環境荷爾蒙影響牡蠣受精率的 真正原因，我們想環境荷爾蒙是否會影響牡蠣 精子的活動力，進而影響其受精率。我們以濃 度 Oppm 、lOppm 、 100ppm 、 1000ppm 的環境 荷爾蒙，處理牡蠣 Ohr 、 lhr 、 2hr 、 3hr 、 4hr 後，其精子活動力的變化結果如圖十一~十三 (實驗數據請見附錄表四~六)。結果證明在相 同的濃度下，牡蠣接觸的時間愈長，其精子活 動力下降愈多，而且，隨著濃度提高，牡蠣精 -30 一 子活動力下降更明顯。因此我們認為，藥劑影 響牡蠣受精率的原因與其影響牡蠣精子的活 動力有關。 ，，""， I∞ 學 90 攝 80 !但 70 件 ω J$

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1 2 3 浸泡時間(br) 一+-Oppm 一﹒一 IOppm IC即pm 一持一 lαX)ppm 4 圖十一各種清潔劑濃度處理的牡蠣精子活 動力

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ppm lOOppm 一→←- 1∞Oppm 2 浸泡時間(he) 圖十三各種三丁基錫濃度處理的牡蠣精子 活動力 三、環境荷爾蒙對牡蠣卵子完整性的影響 為了探討環境荷爾蒙影響牡蠣受精率的 真正原因，我們想看看環境荷爾蒙是否也會影 響牡蠣卵子的完整性，進而影響其受精率。我

環境荷爾蒙影響牡蠣 (Crassostrea gigas) 受精率及其原因之探討 們以濃度 Oppm 、 10ppm 、 100ppm 、 1000ppm 的清潔劑，處理牡蠣 Ohr 、 1hr 、 2hr 、 3hr 、 4hr 後，其卵子完整率的變化如圖十四~十六所示 (實驗數據請見附錄表七~九)。結果證明在相 同的濃度下，牡蠣接觸的時間愈長，其卵子完 整率下降愈多;而且隨著藥劑的濃度提高，牡 蠣卵子完整率下降更明顯。因此我們認為，環 境荷爾蒙影響牡蠣受精率的原因與其影響牡 蠣卵子的完整率有關。 ~l∞ ~

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1 2 3 4 浸泡時間加) 圖十六各種三丁基錫濃度處理的牡蠣卵子 完整率

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31 一 四、三種試劑在相同濃度及處理時間下受精率 的差異 三種試劑在相同濃度及處理時間下受精 率的差異，結果如圖十七所示。由圖可看出， 清潔劑是三種藥劑中，對受精率具有最明顯劑 量效應的環境賀爾蒙。 l∞ ﹒滑潔劑j ﹒圭基萃酌 口三T基錫 505 752 (已掛農椒

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處理時問及濃度 國十七相同浸泡濃度及處理時間下，三種環 t竟荷爾蒙對#土蠣受精率的影響

-五、三種試劑在相同濃度及處理時間下精子活 動力的差異 三種試劑在相同濃度及處理時間下精子 活動力的差異，結果如圖十八所示。由圖可看 出，三T基錫是三種藥劑中，對精子活動力真 有最明顯劑量效應的環境賀爾蒙。 AV AY

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處理時間及濃度 國十八相同浸泡濃度及處理時間下，不同環 境荷爾蒙對非土蠣精子活動力的影響 六、三種試劑在相同濃度及處理時間下卵子完 整性的差異 三種試劑在相同濃度及處理時間下卵子

科學教育月刊 第 263 期 中華民國九十二年十月 國十九相同浸泡濃度及處理時間下，不同環 t竟椅爾蒙對非土蠣卵子完整性的影響 完整性的差異，結果如圖十九所示。 由圖可看出，三丁基錫是三種藥劑中，對卵子 完整性具有最明顯劑量效應的 環境賀爾蒙。 結論 由本研究結果，我們得到了很明確的結 論: (一)環境荷爾蒙會影響牡蠣的受精率(二) 環境荷爾蒙影響牡蠣受精率的原因，是因為它 們會影響牡蠣精子活動力及卵子完整性。 處理時間及濃度

參考文獻

l 施河主編，

2002

'高級中學生命科學下冊， 南一書局，第六章。 2.楊宗儒、陳靖昀、蕭如雅、房樹生，

2001 '

科學教育月刊，

240

:“-72 。

誌謝

本論文的完成首先要感謝路竹高中林享 仁校長，提供了一個優良的教學及研究環境， 讓老師們能發揮所長。其次，鍾志輝組長及李 宜靜老師對本論文提供了寶貴的建議，戴嘉亨 組長提供了充分的設備器材支援，黃圭瑰小姐 提供實驗試劑及參考文獻，都是本實驗得以完 成的主因，在此一併致上最高的謝意。

3.http://www.taiwanwatch.org.tw/env_news/200

004/89040102.htm 4.http://www.ettoday.co

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2002/04

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-附錄

表一清潔劑濃度及處理時間對牡蠣受精率的影響

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視野內受 受精率

視野內受 視野內受 視野內受 視野內受 精卵/總數

精卵/總數 受精率 精卵/總數 受精率 精卵/總數 受精率 精卵/總數 受精率

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一 32 一

環境荷蘭蒙影響牡蠣 (Crassostrea gigas) 受精率及其原因之探討 表二 f基未聞分濃度及處理時間對牡蠣受精窄的影響

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表三三丁主錫濃度及處理時間對牡蠣受賄束的影響

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視野內受 『品1]!fr大l 受 用見野|付受 而且野|有 J主 視野內受

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表四清潔劑濃度及處理時間對牡蠣精于活動力的影響

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表五圭基萃固立濃度及處理時間對牡蠣精于活動力的影響

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2hr

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630/630 100υ

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1000ppm

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33

科學教育月刊 第 263 期 中華民國九十二年十月 表六二三丁基錫濃度及處理時間對牡蠣精 j土活動力的影響

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活動的精 活動力 活動的精 活動力 活動的精 活動力 活動的精 活動力 活動的精 活動力 于/總數 于/總數 (I總數 于/總數 于/總數

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637/637

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13/312 49毛 衷一七清潔劑濃度及處理時間對牡蠣卵子完整性的影響

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表八二巴基萃的濃度及處開時間對牡蠣卵子完暫性的影響

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表九 1 丁基錫濃度及處理時間對牡蠣 JJllj'-完整性的影響→

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