论文部分内容阅读
在当前气候变化的背景下,一些地区的水体盐度水平逐渐上升,这种现象在未来可能加速。盐度的增加可能对水生生物的代谢功能产生直接影响,从而影响其生长、繁殖和生存。代谢特征,如静止代谢率(resting metabolic rate,RMR)、最大代谢率(maximum metabolic rate,MMR)和代谢范围(aerobic scope,AS)是生物代谢阈值的三个基本生理变量,可用来检测盐度对淡水鱼类的影响。正常状态下的淡水鱼类需要维持体内离子含量和组成的稳定以维持内稳态,而当体内外存在较大离子浓度梯度时,会影响渗透调节的能量消耗,导致代谢率增加。此外,在盐胁迫的下,鳃内的渗透压可能会减小,影响气体交换,导致MMR的减小。那么,静止代谢率和最大代谢率较高的鱼类是否具有较强的盐度耐受力?盐度如何影响淡水鱼类的生理状态呢?本研究的主要内容和结果如下:1.对54尾草鱼(Ctenopharyngodon idella)进行逐渐增高盐度处理(每天1g·l-1,直到所有鱼死亡),以检测耐盐性与其他参数(如RMR、MMR、AS、呼吸频率(ventilation frequency,VF)和摄食率)之间的相关性。处理前分别测量RMR、MMR、AS、和FAS,其平均值分别为143.78±25.40 mg O2·h-1·kg-0.75、767.532±179.21 mg O2·h-1·kg-0.75、623.748±173.15 mg O2·h-1·kg-0.75、和5.441±1.39。结果显示,RMR与MMR呈正相关(r2=0.093,P=0.025),与FAS呈负相关(r2=0.18,P=0.0016)。MMR与FAS呈正相关(r2=0.53,P<0.0001)。耐盐性与RMR(r2=0.00061,P=0.86),MMR(r2=0.0074,P=0.54),FAS(r2=0.0060,P=0.53)无显著相关性。随着盐度的增加,呼吸频率逐渐降低。但是,从盐度达到12.93 g·l-1开始,呼吸频率呈指数增长,接近41.96次/分钟。摄食率也受到盐度的显著影响,特别是在实验接近结束时,实验鱼剩余的食物达约95%。2.将60尾体重为15.3±2.4 g的草鱼,随机分配到6个体积为100 l,盐度分别为0、0.375、0.75、1.5、3和6 g·l-1的曝气自来水水箱中(n=10),所有鱼缸的盐度均以每天0.375 g·l1的速度逐渐增加,直到达到每组所需的盐度后饲养15天。盐度显著影响草鱼RMR(F=7.33,P<0.001)。在盐度为0 g·l-1和6 g·l-1的极端浓度下,RMR分别为47.24±2.05和32.58±2.55 mg O2·h-1·kg-1。与RMR相比,MMR在实验过程中变化不大,在盐度分别为0、0.375、0.75、1.5、3和6 g·l-1时,分别为276.91±14.60、274.34±20.78、282.45±15.65、296.62±14.76、323.89±16.41和312.28±17.50 mg O2·h-1·kg-0.75。盐度为0 g·l-1时,AS为229.66±15.09 mg O2·h-1·kg-1,盐度增加至0.75 g·l-1AS显著降低(P<0.005)。盐度从1.5 g·l-1增加至6g·l-1,AS从238.78±14.14 mg O2·h-1·kg-0.75增加至279.71±6.81 mg O2·h-1·kg-0.75。在盐度为0 g·l-1时,FAS为5.98±0.43,然后随着盐度的增加而逐渐增加,到6 g·l-1时FAS为10.05±0.90。Na+/K+-ATPase在三个器官中活性都很高,相比之下,在鳃(145.86 U·g-1)和消化道(109.11 U·g-1)的活性高于肾脏(109.11·g-1)。且盐度对鳃(F=6.42,P<0.001)和消化道(F=8.95,P<0.001)的Na+/K+-ATPase活性均有显著影响。盐度不影响血浆Na+和Ca2+的浓度,但显著影响血浆Mg2+(F=2.96,P<0.05)、Cl-(F=4.15,P<0.001)和k+(F=3.89,P<0.005)的浓度。结果表明,盐度会影响呼吸频率和摄食量。随盐度增加,草鱼逐渐减少摄食,增加呼吸频率,最终死亡。尽管草鱼属狭盐性鱼类,但其耐盐性较好,可考虑将其用于微盐水养殖。代谢能力较好的个体未必具有较好的耐盐性,表明不能使用代谢能力参数来预测该物种的耐盐性。然而,体型越大,可耐受的盐度越高,表明体型可以预测盐度耐受性。本研究有助于我们了解盐度对草鱼生理参数变化的影响,对淡水资源缺乏地区的淡水鱼在半咸水或咸水环境下的养殖有参考意义。结果表明,当外界环境与内部环境等渗时,草鱼的VF最大。达到峰值后,VF随着盐度浓度的增加而逐渐降低,这可能是因为,在盐度胁迫下,鱼类需要更多的能量,但与水的接触面积较少,以最大程度地减少离子损失。当盐度开始增高时,鱼的FR不受低盐度的影响。提示食物的消化和吸收所需的代谢能在等渗环境中可能并不重要。但随着盐度继续增加,FR呈递减趋势。从0至0.75g·L1,FR随盐度增加而减少。表明过高的盐度导致食物摄入的减少。结果还表明,草鱼的RMR随盐度增加至0.75 g·l-1而增加,但随着盐度的进一步增加而降低。这表明当盐度过高时,鱼会因为渗透压调节而放弃了能量代谢的调节。MMR几乎没有变化,这与我们的预期不同,因为适应盐度可能是渗透-呼吸的妥协。这表明,草鱼鳃的通透性可能不受盐度的影响,这使得草鱼能够进行重要的生理和行为活动,如游泳和消化等。本研究中,与RMR不同的是,AS和FAS均降低到中等所谓的等渗浓度,然后升高到极端浓度,这可能是由于在中等浓度下RMR较高所致。