凡納濱對(duì)蝦游泳行為生理生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文詳細(xì)綜述了水生生物的游泳能力及環(huán)境因子對(duì)水生生物游泳行為生理生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展，并以凡納濱對(duì)蝦為研究對(duì)象，采用行為學(xué)和生理學(xué)等方法，研究了凡納濱對(duì)蝦游泳能力的測(cè)定方法及溫度、鹽度和溶解氧對(duì)凡納濱對(duì)蝦臨界游速、持續(xù)游泳時(shí)間和彈跳速度的影響，同時(shí)分析了凡納濱對(duì)蝦游泳疲勞的生理機(jī)制和溶解氧變動(dòng)對(duì)對(duì)蝦生長(zhǎng)、存活、呼吸代謝、能量代謝及氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.凡納濱對(duì)蝦臨界游速測(cè)定方法的探討
　　 應(yīng)用臨

2、界游速(Ucrit)法測(cè)定水生生物游泳能力時(shí)，游速提升的時(shí)間間隔和速度增量的選取至關(guān)重要，設(shè)定值是否合理將直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。實(shí)驗(yàn)利用垂直回流循環(huán)水槽在不同游速提升的時(shí)間間隔(10、20、30、40、50min)和速度增量(1/2BL s-1、3/4BLs-1、BL s-1)下，測(cè)定了3個(gè)體長(zhǎng)組凡納濱對(duì)蝦的臨界游速。結(jié)果表明，時(shí)間間隔和速度增量的改變對(duì)臨界游速值影響顯著。L1體長(zhǎng)組實(shí)驗(yàn)蝦的Ucrit隨著時(shí)間間隔的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先

3、降低后增加的趨勢(shì)，但各測(cè)定值之間無(wú)顯著差異。當(dāng)時(shí)間間隔<40min時(shí)，L2體長(zhǎng)組實(shí)驗(yàn)蝦在1/2BL s-1速度增量下的Ucrit顯著高于其他處理組，且隨著時(shí)間間隔的延長(zhǎng)而降低；當(dāng)速度增量達(dá)到3/4BL s-1時(shí)，實(shí)驗(yàn)蝦Ucrit隨著時(shí)間間隔的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先降低后增高的趨勢(shì)。當(dāng)時(shí)間間隔<30min時(shí)，L3體長(zhǎng)組實(shí)驗(yàn)蝦在1/2BL s-1速度增量下的Ucrit顯著高于其他處理，且Ucrit隨時(shí)間間隔的延長(zhǎng)而降低。在較高速度增量條件下(BLs-1

4、)，時(shí)間間隔對(duì)各處理組實(shí)驗(yàn)蝦的Ucrit均無(wú)顯著影響。實(shí)驗(yàn)證明，時(shí)間間隔為20min，速度增量為1/2BL s-1時(shí)，測(cè)得的臨界游速接近最大值。
　　 2.溫度對(duì)凡納濱對(duì)蝦臨界游速(Ucrit)及游泳疲勞后生理指標(biāo)的影響
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)定了凡納濱對(duì)蝦Litopenaeus vannamei在4個(gè)溫度梯度(17、20、25和29℃)下的臨界游速((Ucrit)。分析了溫度及游泳行為對(duì)對(duì)蝦血漿中生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，溫度對(duì)

5、凡納濱對(duì)蝦的臨界游速影響顯著。凡納濱對(duì)蝦的臨界游速隨溫度的升高而增加，其與溫度呈線性關(guān)系：Ucrit=1.5916t+0.8892，R2=0.9992；且各溫度處理組臨界游速值差異顯著。生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度17℃處理組實(shí)驗(yàn)蝦血糖含量顯著高于其他處理組；游泳疲勞后，在溫度20和25℃處理組實(shí)驗(yàn)蝦血糖含量顯著升高；游泳疲勞導(dǎo)致凡納濱對(duì)蝦血漿總蛋白水平在溫度28℃處理組顯著下降，血漿乳酸含量在溫度25和28℃處理組顯著升高。實(shí)驗(yàn)證明，在溫度

6、29℃條件下，凡納濱對(duì)蝦的臨界游速最大。
　　 3.鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦臨界游速(Ucrit)和彈跳速度(Stf)及游泳疲勞后生理指標(biāo)的影響
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)定了凡納濱對(duì)蝦在不同鹽度(20‰，25‰，30‰，35‰和40‰)條件下的臨界游速(Ucrit)和彈跳速度(Stf)。分析了游泳和彈跳行為及鹽度的改變對(duì)對(duì)蝦不同組織器官各生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，鹽度由20‰增加到40‰時(shí)，凡納濱對(duì)蝦的Ucrit和Stf均隨鹽度的升高呈現(xiàn)先

7、增加后降低的趨勢(shì)，二者與鹽度之間的相關(guān)關(guān)系可用二次方程表示：Ucrit=-0.0171s2+1.2371s+20.497，R2=0.7667；Stf=-0.2386s2+15.528s-145.12，R2=0.9693。臨界游速實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的最適鹽度和相應(yīng)最大臨界游速分別為36.17％o和42.87 cm/s；彈跳實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的最適鹽度和相應(yīng)彈跳速度分別為：32.54‰和107.52 cm/s。生理指標(biāo)分析結(jié)果表明：鹽度顯著影響對(duì)蝦血漿總蛋

8、白，肝胰臟總蛋白，肌肉乳酸，血漿乳酸，血糖，肝胰臟和肌肉糖原含量。游泳疲勞導(dǎo)致鹽度30、35和40‰處理組凡納濱對(duì)蝦的血漿總蛋白水平顯著下降；而彈跳疲勞導(dǎo)致鹽度20、25、30和35‰處理組凡納濱對(duì)蝦的肝胰臟糖原顯著降低，血漿乳酸和甘油三酯含量在各鹽度處理組顯著升高。研究結(jié)果為評(píng)估對(duì)蝦在不同鹽度條件下的游泳能力及運(yùn)動(dòng)與滲透調(diào)節(jié)生理提供了參考依據(jù)。
　　 4.溶解氧對(duì)凡納濱對(duì)蝦游泳能力和游泳疲勞恢復(fù)的影響
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)定了

9、凡納濱對(duì)蝦Litopenaeus vannamei在不同溶解氧條件下(T1:1.9，T2:3.8，T3:6.8，T4:13.6 mg/L)的彈跳速度(Stf)、臨界游速(Ucrit)和5個(gè)設(shè)定流速下的持續(xù)游泳時(shí)間。分析了游泳疲勞后各處理組實(shí)驗(yàn)蝦血漿、肝胰臟和肌肉組織各生理指標(biāo)在恢復(fù)過(guò)程中的變化，用以評(píng)價(jià)溶解氧和游泳疲勞對(duì)對(duì)蝦生理機(jī)能的影響。結(jié)果表明，游泳持續(xù)時(shí)間隨著流速的增加而降低，二者之間表現(xiàn)出冪函數(shù)關(guān)系；凡納濱對(duì)蝦的彈跳速度、臨界游

10、速和游泳能力指數(shù)(SAI)SAI=∫90000vdt均隨著溶解氧的升高而逐漸增加，其與溶解氧之間的相關(guān)關(guān)系分別可用冪函數(shù)方程表示：Stf=75.621 DO0.1753，R2=0.9981；Ucrit=31.534 DO0.0788，R2=0.9805；SAI=27.947 DO0.137，R2=0.9312。生理指標(biāo)分析結(jié)果表明，溶解氧含量顯著影響對(duì)蝦的各種生理參數(shù)：低氧脅迫導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)蝦乳酸和能量物質(zhì)含量顯著增加。6.8和13.6 mg

11、/L溶解氧處理組實(shí)驗(yàn)蝦彈跳疲勞后血糖含量顯著降低，4個(gè)溶氧處理組實(shí)驗(yàn)蝦彈跳疲勞后的血漿乳酸含量顯著增加。由此說(shuō)明，對(duì)蝦在彈跳運(yùn)動(dòng)中使用無(wú)氧糖酵解提供能量，而乳酸的大量積累是導(dǎo)致彈跳疲勞的主要原因。游泳實(shí)驗(yàn)中，凡納濱對(duì)蝦在較低溶解氧條件下游泳使用無(wú)氧糖酵解和蛋白質(zhì)代謝提供能量，導(dǎo)致體內(nèi)總蛋白和糖原含量降低，乳酸含量增加。高氧條件下游泳疲勞后實(shí)驗(yàn)蝦能量代謝底物大量消耗，而乳酸含量變化不顯著，說(shuō)明能量物質(zhì)的大量消耗是高氧條件下游泳疲勞的主要原

12、因。在疲勞恢復(fù)階段，高溶解氧加快了對(duì)蝦乳酸的清除和能量代謝底物的恢復(fù)。低氧馴化的實(shí)驗(yàn)蝦在疲勞恢復(fù)階段糖原合成能力較差，乳酸持續(xù)積累，說(shuō)明此時(shí)無(wú)氧糖酵解仍占能量代謝的主要部分。研究結(jié)果為評(píng)價(jià)溶解氧對(duì)對(duì)蝦游泳能力的影響，解析對(duì)蝦在不同溶解氧水體中的運(yùn)動(dòng)疲勞生理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 5.溶解氧對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)及生理機(jī)制的影響
　　 本實(shí)驗(yàn)以凡納濱對(duì)蝦為研究對(duì)象，在測(cè)定了溶解氧對(duì)其游泳能力影響的基礎(chǔ)上，分析了溶解氧變化對(duì)對(duì)蝦生

13、長(zhǎng)和存活的影響，并從生理學(xué)角度探討了這些影響產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制。實(shí)驗(yàn)共分4個(gè)部分，在水溫25.0±0.5℃條件下，研究了30 d養(yǎng)殖周期內(nèi)4個(gè)梯度溶解氧水平(T1:2.0±0.3、T2:4.2±0.3、T3:6.8±0.7、T4:13.6±2.1 mg/L DO)對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)及消化酶活性、呼吸代謝、能量代謝和氧化應(yīng)激的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶解氧對(duì)各處理組凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)及消化酶活力的影響在養(yǎng)殖10d后才出現(xiàn)明顯差異。當(dāng)水體

14、溶解氧低于4.2 mg/L時(shí)實(shí)驗(yàn)蝦生長(zhǎng)受到抑制。低溶解氧處理組實(shí)驗(yàn)蝦存活率較低，死亡實(shí)驗(yàn)蝦甲殼薄軟、殘食等現(xiàn)象較多；食物轉(zhuǎn)化效率和消化酶活力隨水體溶解氧的升高而顯著增加，高氧處理組(T4)顯著高于其他處理組。低氧馴化30d的凡納濱對(duì)蝦，其窒息點(diǎn)顯著低于正常和超飽和溶解氧處理組；實(shí)驗(yàn)蝦的呼吸頻率隨溶解氧的降低而加快；養(yǎng)殖30d后，實(shí)驗(yàn)蝦的鰓重比(Rgw)隨溶解氧降低有升高的趨勢(shì)，其變化可以用冪函數(shù)來(lái)表示：Rgw=1.2379 DO-0.0

15、786 R2=0.7826；凡納濱對(duì)蝦3h耗氧率和排氨率均隨溶解氧含量升高而增加，O：N隨溶解氧水平升高而降低。養(yǎng)殖5d后，低氧處理組實(shí)驗(yàn)蝦血漿和肝胰臟總蛋白，血糖，血漿甘油三酯和乳酸含量及肝胰臟乳酸水平均顯著增加。養(yǎng)殖5d后，T1和T2處理組實(shí)驗(yàn)蝦血漿及組織中的丙二醛MDA含量顯著低于T3處理組，且組織中的抗超氧陰離子及超氧化物歧化酶SOD活力和總抗氧化能力與T3處理組相比均顯著降低。T4處理組實(shí)驗(yàn)蝦血漿中丙二醛含量顯著低于T3處理組

16、，且組織中的總抗氧化能力與T3處理組相比顯著升高。
　　 研究結(jié)果表明，凡納濱對(duì)蝦在較低溶解氧水平下通過(guò)厭氧糖酵解補(bǔ)充能量以維持機(jī)體代謝。但是隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)，低氧馴化組一度增高的各項(xiàng)生理指標(biāo)開(kāi)始逐漸降低，最終恢復(fù)到與正常處理組無(wú)顯著差異。凡納濱對(duì)蝦的氧化損傷和抗氧化防御存在組織特異性，且在較低溶解氧水平下的氧化應(yīng)激反應(yīng)較高溶解氧水平強(qiáng)烈。環(huán)境條件波動(dòng)時(shí)，對(duì)蝦會(huì)改變代謝底物組成，降低呼吸代謝以應(yīng)對(duì)缺氧脅迫，缺氧脅迫會(huì)使凡納濱對(duì)

17、蝦生長(zhǎng)受到抑制、死亡率升高；而超飽和溶解氧則促進(jìn)對(duì)蝦的餌料轉(zhuǎn)化效率、保證其較高的存活率。由此推斷，溶解氧是影響凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)和存活的重要環(huán)境因素之一。
　　 6.對(duì)蝦游泳能力應(yīng)用研究的探討
　　 根據(jù)不同溫度、鹽度和溶解氧條件下對(duì)蝦游泳能力的研究結(jié)果，論文在最后一章針對(duì)環(huán)境因子與對(duì)蝦游泳、運(yùn)動(dòng)行為的相關(guān)性進(jìn)行了綜合分析，比較了環(huán)境因子的變化對(duì)對(duì)蝦彈跳、游速和游泳時(shí)間等的影響。探討了對(duì)蝦游泳行為研究在遠(yuǎn)洋捕撈和活蝦運(yùn)輸?shù)确?/p>

18、面的應(yīng)用潛力。分析認(rèn)為，環(huán)境因子對(duì)對(duì)蝦游泳能力影響顯著，海上捕撈生產(chǎn)要根據(jù)海區(qū)水紋環(huán)境特征制定相關(guān)作業(yè)參數(shù)；同時(shí)在對(duì)蝦增殖放流活動(dòng)中，放流對(duì)蝦的規(guī)格、海區(qū)理化因子及流速變化等均會(huì)對(duì)放流群體的洄游、遷移產(chǎn)生較大影響，根據(jù)不同規(guī)格對(duì)蝦的游泳能力，確定放流規(guī)格和放流海區(qū)，是提高增殖放流效果的前提條件之一。為此，本論文設(shè)計(jì)了凡納濱對(duì)蝦游泳能力查詢(xún)系統(tǒng)，以供開(kāi)展捕撈生產(chǎn)或增殖放流查詢(xún)使用。另外，本研究根據(jù)對(duì)蝦特有的行為方式，設(shè)計(jì)了渦流式活蝦運(yùn)輸水