生態毒性学

生態毒性学は、特に集団、コミュニティ、生態系、生物圏レベルでの有毒化学物質の生物への影響を研究する学問です。生態毒性学は、毒物学と生態学を統合した学際的な分野です。

生態毒性学の究極の目標は、他のすべての環境要因の文脈における汚染の影響を明らかにし、予測することです。この知識に基づいて、有害な影響を防止または修復するための最も効率的で効果的な措置を特定できます。すでに汚染の影響を受けている生態系では、生態毒性学の研究により、生態系のサービス、構造、機能を効率的かつ効果的に回復するための措置の選択に役立ちます。 ^{[引用が必要]}

生態毒性学は、分子レベルからコミュニティや生態系全体に至るまで、生物組織のあらゆるレベルにわたるストレス要因の影響を統合する点で環境毒性学とは異なります。一方、環境毒性学は人間に対する毒性を含み、多くの場合、生物レベル以下の影響に焦点を当てています。^[1]

生態毒性学は、環境科学の分野で 1970 年代にデビューした比較的新しい学問分野です^[2]。毒性学から派生したその方法論的側面は、人間の環境分野と生物圏全体にまで広がっています。従来の毒性学では、研究対象が細胞、分子、生物のスケールに限定されていますが、生態毒性学では、化学的、物理化学的、生物学的ストレス要因が個体群やコミュニティに及ぼす影響を評価し、生態系全体に影響を及ぼすことを目指しています。この点で、生態毒性学では、ストレス下での動的バランスも考慮に入れています。

生態毒性学は、第二次世界大戦後に発生した汚染事件によって、有毒化学物質や廃水排出が人類や環境に与える影響に対する認識が高まったことから生まれました。「生態毒性学」という言葉は、1969 年にストックホルムで開催された環境会議で毒物学者のルネ・トゥルオーによって初めて使用されました。その結果、彼は事実上この分野の創始者として認められました。実際、トゥルオーの助手であったジャン＝ミシェル・ジュアニが、この分野の概念化^[3]と目的の定義^[4]において果たした先駆的な役割は、現在では十分に認識されています。ジュアニの考え方では、生態毒性学は主に生態学と結びついており、その目的は、生物とその生息地の関係にストレス要因が及ぼす影響を限定することを目指しています。ジャン＝ミシェル・ジュアニは、ルネ・トゥルオーの若く聡明な指導者であり、当時、若い助手が提案した新しい分野を国際レベルで普及させる権限を与えられていました。ジャン＝ミシェル・ジュアニは1969年にナンシー大学の教授に昇進した。その後、1971年には同僚のジャン＝マリー・ペルトとともにメス大学で生態毒性学の教育と研究の原則を打ち出した。^[5]

フランスでは、1980年代から1990年代にかけて、2つの大学（メス大学とパリ南大学）がこの急成長中の分野の拡大に大きく貢献しました。いくつかの研究所もこれに倣いました。実際、CEMAGREF（現在のIRSTEA）、INERIS、IFREMER、CNRSは、他のフランスの大学（ルーアン、ボルドー、ル・アーブル、リヨン、リール、カーンなど）と同様に、生態毒性学の研究ユニットを設置しました。^[6] 1990年代には、景観生態毒性学と呼ばれる生態毒性学の新しい派生がさりげなく登場しました。その目的は、景観生態学的プロセスと環境毒性物質の相互作用を考慮し、特に回遊経路*に関連する障害を受けている種（サケ科魚類など）を対象としています。

• PCB（ポリ塩化ビフェニル） – 冷却液や絶縁液、農薬増量剤、接着剤、油圧作動油などに含まれています。
• 農薬– 有害と考えられるあらゆる生物の予防、駆除、または撃退に広く使用されています。商業的に栽培された果物、野菜、肉によく含まれています。メチルパラチオンは、農業目的でよく使用される農薬です。メチルパラチオンは、人間、土壌、水、淡水魚、および生態系内の他の親水性生物に対して有毒な媒体の形成を引き起こします。メチルパラチオンは、生命を脅かす多くの健康リスク要因をもたらします。^[7]
• カビやその他のマイコトキシン。
• フタル酸エステルは、ラップフィルム、ペットボトル、プラスチック製の食品保存容器に含まれており、これらはすべて家庭から出るプラスチック廃棄物のかなりの部分を占めています。
• ホルムアルデヒドなどのVOC (揮発性有機化合物) は、飲料水や下水道システムに存在する可能性があります。
• ダイオキシンは、廃棄物の焼却や木材、石炭、石油などの燃料の燃焼などの燃焼プロセスの結果として生成される化学物質の一種です。
• アスベストは、フロー、天井、水道管、暖房ダクトの断熱材に含まれています。
• 重金属には、魚や農薬に含まれるヒ素、水銀、鉛、アルミニウム、カドミウムが含まれます。
• クロロホルムは他の化学物質の製造に使用されます。
• 塩素は家庭用洗剤によく含まれています。

• 化学物質は、獲物の全体的な個体数を変化させる他の動物の食糧供給を絶滅させるリスクを示唆している。
• 動物は、さまざまなコミュニティを通じて存在する食物連鎖のせいで絶滅の危機に瀕することがあります。たとえば、ハクトウワシ、ミサゴ、ハヤブサは、その食料源（魚や他の鳥）が毒素で汚染されていたため、絶滅の危機に瀕していました。
• 私たちはすべて、生き物のコミュニティーとつながっています。植物は根や葉を通して毒素を吸収します。動物や人間は、呼吸する空気、触れるもの、口に入れるものを通じて常に化学物質にさらされています。
• 動物や人間は、すでに中毒になっている他の動物や植物を食べることもあり、それによって化学物質の拡散が継続し、二次中毒と呼ばれる状態になります^[8]

• 直接的な影響 - 呼吸、食事、飲酒などにより毒素を直接摂取したり、毒素に汚染されたものを摂取すること。
• 発達および生殖に関する問題
• 間接的な影響 – 毒素によって減少した食物の損失によって直接影響を受ける生物。
• 亜致死的影響 – 重大な死亡は引き起こさないが、生物を病気にしたり行動を変えたりする毒素または化合物^[9]
• 追加の環境ストレス要因が存在する場合の毒性物質に対する感受性の増加^[10]
• 農薬を慢性的に使用すると、人間の染色体構造に異常を引き起こすリスクがあるほか、農薬にさらされた動物の生殖、神経系、心臓血管系にも影響を及ぼす可能性があります。
• 遺伝学は毒物への曝露によって影響を受け、DNAに直接的な変化が起こり、修復されなければ突然変異の出現につながる可能性がある^[11]
• 汚染物質は個体群の分布、有効な個体群サイズ、突然変異率、移住率を変化させる可能性がある^[12]

• 捕食者と被食者の関係 – 捕食者が毒素の影響を受け、捕食者の個体数が減少して被食者の個体数が増加するか、被食者の個体数が毒素の影響を受け、被食者の個体数が減少することで、本質的には食糧資源の不足により捕食者の個体数が減少することになる^[13]
• コミュニティ生態毒性学は、あらゆる汚染物質がパターンや種の豊富さ、多様性、コミュニティの構成、種の相互作用に与える影響を研究します。競争と捕食に大きく依存しているコミュニティは、汚染物質による撹乱に反応して繁栄することが困難です。種の豊富なコミュニティは、種の豊富でないコミュニティよりも外毒素の撹乱から回復する可能性が高いでしょう。外来化学物質による汚染により、種は簡単に絶滅する可能性があります。種の豊富さや多様性などの明確なコミュニティレベルを保護することは、健全でバランスの取れた生態系を維持するために不可欠です^[14]

化学物質は、さまざまな種類の植物の成長と種子の発芽を阻害することが示されています。^{[15] [より良い情報源が必要]}植物は、バイオマスピラミッドの最も重要な栄養段階を構成し、一次生産者として知られています。植物はピラミッドの底辺に位置するため、生態系内の他のすべての生物は、生存するために一次生産者の健康と豊かさに依存しています。植物が化学物質への曝露に関連する病気の問題と闘っている場合、他の生物は飢餓のために死ぬか、すでに感染した植物や動物を食べることで病気に感染します。したがって、生態毒性学は、多くの原因から生じる継続的な戦いであり、生態系内のすべてのもの、すべての人に影響を及ぼす可能性があります。

規制：

• 米国では、環境保護庁(EPA) が、製品が販売登録される前にすべての農薬を審査し、その利点がリスクを上回ることを確認します。
• 1996年に食品品質保護法と安全飲料水法が可決され、EPAは農薬化学物質が有害な影響を及ぼす可能性を検査することが義務付けられました。
• 肥料や農薬を使用するときは、ラベルをよく確認してください。環境への影響が少ない製品を探すようにしてください^[16]
• 鳥、動物、希少植物を保護する連邦法や州法は数多くあります。しかし、すべての毒素の主な発生源は私たち自身であるため、まず第一に、私たち自身が被害を回避するための措置を講じることから保護されます。
• 適切な廃棄物処理

• 急性および慢性毒性試験は、魚類、無脊椎動物、鳥類、哺乳類、非標的節足動物、ミミズ、げっ歯類を含む陸生生物および水生生物に対して実施されます。
• 経済協力開発機構 (OECD) の試験ガイドラインでは、生物の毒性レベルを試験するための特定の試験が開発されています。生態毒性研究は通常、 EPA 、OECD、EPPO、OPPTTS、 SETAC、IOBC、JMAFFなどの国際ガイドラインに準拠して実施されます。
• LC50 は急性毒性であり、試験生物の 50% が試験指定時間内に死亡する致死濃度です。試験は卵、胚、または幼生から開始され、24 時間から 96 時間続きます^{[引用が必要]}。
• EC50は、試験生物の 50% に悪影響を及ぼす濃度 (死亡率や指定された亜致死的影響などの二値的な「はい/いいえ」影響の場合)、または成長などの二値的でないパラメータの 50% (通常) の減少を引き起こす濃度です。
• 無影響濃度 (NOEC) は、試験生物において統計的に有意な影響の差 (p<0.05) が認められないストレス因子の最大投与量です。
• 内分泌かく乱物質スクリーニングプログラム(EDSP)
• ティア1スクリーニングバッテリー
• 絶滅危惧種の評価。
• 規制対象物質を分類するために定量的構造活性相関(QSAR)を使用した難分解性、生体蓄積性、および本質的毒性 (PBiT) 評価。
• 生物濃縮係数（BCF）法を用いた魚類の生物蓄積^[17]

急性毒性の総量は毒性の分類に直接関係します。

< 1 ppm → クラス I

1～10ppm → クラスII

10～100ppm → クラスIII ^[18]

• 水生毒性学

• 欧州化学物質生態毒性学および毒性学センター
• 生態毒性学とモデルに関する ecotoxmodels ウェブサイト
• 世界中のさまざまな二枚貝の行動と生理（生物学的リズム、成長率、産卵、日常行動）を24時間365日記録することによる水質のオンラインバイオモニタリング：MolluSCAN eyeプロジェクト
• SPEAR 指標システムは、河川の農薬汚染について通知します。