Urea Co-exposure Increases Glyphosate Toxicity in Earthworms: Evidence from Species with Distinct Sensitivities.
Environ Sci Technol · 2025 · 59:24562-24575 · PMID 41110103 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 환경과 생태 > 토양생물·미생물 · 미생물
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글리포세이트는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제 중 하나이며 토양 생태계에 유해한 영향을 미치는 것으로 간주된다. 농업 관리에서 글리포세이트와 요소의 동시 살포가 빈번하게 발생하지만, 이들의 공동 노출이 지렁이에 미치는 생태학적 위험은 아직 탐구되지 않았다. 본 연구에서는 에피지성(epigeic) *Eisenia fetida* (*E. fetida*)와 무활동성(anecic) *Metaphire guillelmi* (*M. guillelmi*)를 글리포세이트 (1 또는 10 mg/kg), 요소 (240 kg N/ha), 또는 이들의 조합으로 처리된 토양에 28일 동안 노출시켰다. 글리포세이트 단독 노출과 비교했을 때, 글리포세이트와 요소의 공동 노출은 지렁이 장내 내용물 내 글리포세이트 잔류물을 9.89-40.23% 증가시키고 지렁이 체중을 17.86-21.05% 감소시켰다. 나아가, 공동 노출은 장 조직 손상을 악화시키고 소화 효소 활성을 급격히 감소시켰으며, 리소자임 발현을 150.28% 이상 증가시키고 LPS 함량을 10.08% 이상 상승시켰다. 또한, 공동 노출은 장내 미생물총의 불균형을 심화시켜 염증 지표인 박테리아 문(phylum Proteobacteria)을 6.98-17.52% 증가시켰다. 이러한 영향 외에도, *E. fetida*는 공동 노출 하에서 더 심각한 산화 손상 및 에너지 대사 장애를 보였으며, *M. guillelmi*는 장 조직 및 미생물 반응에서 더 큰 민감성을 나타냈다. 부분 최소 제곱 경로 모델링(Partial least-squares path modeling)은 공동 노출이 *E. fetida*의 경우 산화 손상을 통해 성장 독성을 주로 강화하고, *M. guillelmi*의 경우 장 투과성 증가를 통해 영향을 미침을 확인하였다. 이러한 결과는 지렁이에 대한 복합 비료 및 글리포세이트 노출의 독성학적 위험을 강조하며 종 특이적 반응을 부각시켜 생태학적 위험 평가에 새로운 통찰력을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is among the most widely used herbicides worldwide and is considered to have adverse effects on soil ecosystems. Simultaneous application of glyphosate and urea frequently occurs in agricultural management, yet the ecological risk of their co-exposure to earthworms remains unexplored. In this study, epigeic Eisenia fetida (E. fetida) and anecic Metaphire guillelmi (M. guillelmi) were exposed for 28 days to soils treated with glyphosate (1 or 10 mg/kg), urea (240 kg N/ha), or their combination. Compared to glyphosate alone, co-exposure with glyphosate and urea increased glyphosate residues in earthworm gut contents by 9.89-40.23% and reduced the body weight of the earthworm by 17.86-21.05%. Furthermore, co-exposure aggravated intestinal tissue damage, sharply decreased digestive enzyme activity, upregulated lysozyme expression by more than 150.28%, and raised LPS content by over 10.08%. In addition, co-exposure intensified gut microbiota dysbiosis, with the inflammatory marker phylum Proteobacteria increasing by 6.98-17.52%. Besides these same impacts, E. fetida exhibited more severe oxidative damage and energy metabolic disorders under co-exposure, while M. guillelmi showed greater sensitivity in intestinal tissue and microbial responses. Partial least-squares path modeling confirmed that co-exposure primarily intensified growth toxicity in E. fetida via oxidative damage, and in M. guillelmi through increased intestinal permeability. These findings highlight the toxicological risks of combined fertilizer and glyphosate exposure in earthworms and underscore species-specific responses, providing new insights for ecological risk assessment.| 저자 | Li, P.; Fan, J.; Yang, J.; Wei, Y.; Deng, J.; Zheng, J.; Zheng, L.; Zhao, F.; Wang, P.; Liu, X.; Liu, D. |
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| 저널 | Environmental science & technology |
| 권·호·쪽 | 59(45), 24562-24575 |
| PMID | 41110103 |
| DOI | 10.1021/acs.est.5c10842 |
| MeSH | Animals; Oligochaeta; Glycine; Glyphosate; Urea; Herbicides; Soil |