盐度对圆形盘肠溞存活、生长和繁殖的影响

李双宇，揣洁，崔延超，刘青

(大连海洋大学辽宁省水生生物学重点实验室，辽宁大连116023)

枝角类是一类小型的甲壳动物，大多生活于淡水中，少数存活于海洋中，一般为浮游生活，是水体中浮游动物的主要组成部分。枝角类生长迅速，营养丰富，是水产动物的重要天然饵料，也是水体环境监测的重要指示生物［1］。圆形盘肠溞Chydorus sphaericus隶属于节肢动物门、甲壳纲、真枝角部盘肠溞科、盘肠溞属［2］，多分布于湖泊及水库沿岸区的水草丛内，是广温性种类。国内外对圆形盘肠溞的研究多集中在其形态结构和地理分布上［3-5］，新近有对圆形盘肠溞种群遗传结构的研究报道［6］。鉴于枝角类具有驯化为海产经济动物饵料的潜力，国内已经对大型溞Daphnia magna［7-8］、蒙古裸腹溞 Moina mongolica［9-10］、直额裸腹溞M．rectirostris［11］、多刺裸腹溞 M．macrocopa［12-13］、长额象鼻溞 Bosmina longirostris［14］、近亲裸腹溞M．affinis［15］、老年低额溞 Simocephalus vetulus 和蚤状溞D．pulex［16］等盐度的耐受性和适应性进行了研究报道。本研究中进行了盐度对圆形盘肠溞存活、生长和繁殖的影响试验，旨在丰富枝角类实验生态学资料，探究枝角类对盐度的适应能力，为圆形盘肠溞日后驯化为海产经济动物饵料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

圆形盘肠溞于2013年9月采自北京密云水库，经实验室挑选分离培养，以小球藻Chlorella sp．作饵料，经逐级扩大培养繁殖形成同步幼溞、成溞。

1.2 方法

试验培养液用经过滤、煮沸、冷却后的海水与曝气自来水混合配制，用VR-211盐度计测量盐度。试验中保持各试验组饵料密度一致。试验在GXZ-380B恒温光照培养箱中进行，温度为 (25±1)℃，光照强度为3000 lx，光周期为12D∶12L。

1．2．1 盐度对圆形盘肠溞的急性试验 试验设置7个盐度(1、2、3、4、5、6、7)组，另设曝气自来水(盐度计测试读数为0)作为对照组，每组设5个重复。在每个烧杯中，加入50 mL培养液和20只新生同步幼溞，幼溞均为显微镜下挑选的健康活泼孤雌生殖雌体，恒温，不喂食，观察记录0．5、1、2、4、6、8、12、16、24 h时溞体的死亡情况，采用直线内插法［17］计算24 h LC50。

1．2．2 盐度对圆形盘肠溞寿命、发育、繁殖和种群增长的影响试验 根据急性试验结果，设置5个盐度 (0．5、1．0、1．5、2．0、2．5)组和 1 个曝气自来水对照组 (盐度为0)，每组设5个重复。于12孔细胞培养板中进行试验，每个孔中加入5 mL培养液和一只新生幼溞。试验中每24 h更换一次培养液，保持饵料密度为80×104ind．/mL。每天观察记录幼溞的生长、生殖情况，同时挑出死溞和新生溞，试验一直到所有个体死亡结束。

1.3 数据处理

根据试验结果数据，计算内禀增长率 (rm)、净生殖率 (R0)、世代周期 (T)和周限增长率(λ)并编制生命表，内禀增长率采用Lotka提出经Birch和林昌善简化的公式［18］计算精确值。

其中:x为日龄 (d);lx为 x日龄时的存活率(%);mx为x日龄时的出生率 (%)。

试验数据经SPSS 19．0软件进行单因素方差分析，并用Duncan法进行多重比较，显著性水平设为 0．05。

2 结果与分析

2.1 盐度对圆形盘肠溞的急性试验

从表1可见:盐度7组在试验开始后1 h，圆形盘肠溞就全部死亡;盐度6组在试验开始4 h后幼溞就全部死亡;盐度5组在试验开始4 h时存活个数不足5只，存活率仅为24．0%;盐度3和盐度4组在24 h的存活率均低于50%，分别为41．0%和5．0%;只有对照组、盐度1组和盐度2组24 h的存活率高于50%。盐度 (x)与死亡率(y)的直线回归方程为y=0．1875x+0．0118，R2=0．9352，由方程得出 24 h LC50为 2．64 mg/L。

表1 不同盐度条件下圆形盘肠溞的急性试验结果Tab.1 Results in acute salinity test of water fleas Chydorus sphaericus

2.2 盐度对圆形盘肠溞寿命、生长和繁殖的影响

从表2可见:在试验盐度范围内，圆形盘肠溞的寿命以对照组最长，达到 (18．17±1．55)d，其他各组随着盐度的增加寿命逐渐缩短，除盐度1．5和2．0组无显著性差异 (P＞0．05)外，其他组间均有显著性差异 (P＜0．05);圆形盘肠溞的产前发育期随着盐度的增加而缩短，盐度至1．5以后又略有增加，对照组的产前发育期最长且与各试验组有显著性差异 (P＜0．05);圆形盘肠溞的一生生殖次数和总生殖量均随盐度的增加而逐渐降低，对照组一生生殖次数最高，为 (6．28±0．32)次，除对照组与盐度0．5组间无显著性差异 (P＞0．05)外，其他组间均有显著性差异 (P＜0．05)，对照组生殖总量最高，为 (12．28±0．95)个/溞，除盐度 0．5和1．0组间无显著性差异 (P＞0．05)外，其他组间均有显著性差异 (P＜0．05);对照组每窝生殖量最高，为 (1．94±0．06)ind．，且显著高于其他各组 (P＜0．05)。

2.3 盐度对圆形盘肠溞种群增长参数的影响

结果显示，盐度2．5组在第4日便开始出现死亡，盐度1．5和2．0组在第5日开始出现死亡，而对照组、盐度0．5和1．0组在第6日出现死亡个体。试验组在第5日开始有个体出生，对照组则在第6日开始出现。各盐度下的生命表如表3所示，各试验组在第6日的出生率均显著高于对照组 (P＜0．05)，盐度0．5、1．0、1．5 组出生率均在第9日达到最高，盐度2．0、2．5组分别在第7日、第6日达到最高。试验中对照组出生率从第13日开始高于试验组。

从表4可见:圆形盘肠溞的内禀增长率以盐度0．5组最高，为0．2215 d-1，之后随着盐度的增加内禀增长率逐渐降低，对照组、盐度0．5、1．0组的内禀增长率无显著性差异 (P＞0．05)，但均与较高盐度组 (1．5、2．0、2．5)有显著性差异 (P＜0．05);世代周期、净生殖率和周限增长率均随盐度的升高而降低，对照组的世代周期、净生殖率均为最高，且显著高于其他组(P＜0．05);对照组、盐度0．5、1．0组的周限增长率无显著性差异(P＞0．05)，但均与其他组有显著性差异(P＜0．05)。

表2 不同盐度条件下圆形盘肠溞的生殖参数Tab.2 Reproductive parameters of water fleas Chydorus sphaericus at different salinities

表3 不同盐度条件下圆形盘肠溞的生命表Tab.3 Life table of water fleas Chydorus sphaericus exposedat at different salinities

表4 不同盐度条件下圆形盘肠溞的内禀增长率及种群增长参数Tab.4 Intrinsic rate of increase and population growth parameters of water fleas Chydornus sphaericus at different salinities

3 讨论

3.1 圆形盘肠溞的分布和对盐度的耐受性

枝角类通常生活在淡水水体中，全世界已知的海洋种类不过11种［19］。据蒋燮志等［2］的 《中国动物志 淡水枝角类》记载，圆形盘肠溞在中国广泛分布于各省区的湖泊、水库、池塘等水体中。赵文等［3］对长春市河流、湖泊、池塘等不同淡水水体中的枝角类进行了调查，发现都有圆形盘肠溞。但圆形盘肠溞通常在自然水体中生物量不大，未形成明显的优势群体［5］。之后的调查表明，圆形盘肠溞在盐水水体中亦有发现。据何志辉［20］的调查，圆形盘肠溞出现在盐度为12．5的宁夏青海湖，其在山西晋南的一些水体中生存盐度达18。圆形盘肠溞在天津、内蒙古等一些盐水水体中亦有发现［21］。Alonso［22］和 Beadle［23］调查发现，圆形盘肠溞在国外的盐水水体中亦有分布。在德国，甚至在盐度高达59．4的超盐水体中也有发现［24］。

本研究结果表明，盐度达到7时，圆形盘肠溞生存不足1 h就全部死亡，盐度为6时，在4 h后也全部死亡。即圆形盘肠溞对盐度的急性耐受性极低，这与上述盐水中出现的溞个体存在差异。

通常情况下，根据与盐度的关系，将水生生物分为狭盐性生物和广盐性生物［25］。从以上地理分布看，圆形盘肠溞属于典形的广盐性生物。但按盐度对水生生物进行分类，目前学者观点各异。Williams［26］把在盐水中出现的生物分类3类:盐水种，主要分布于盐度超过50的高盐水体;喜盐种，主要分布于盐度为10～60的中等盐度水体;耐盐淡水种，主要分布于盐度低于20的水体。虽然，圆形盘肠溞在超盐水体中有发现，但绝大多数出现的水体盐度要低得多，因此，将之归类于耐盐淡水种更为合适［21］。

3.2 盐度对圆形盘肠溞生命参数的影响

有关圆形盘肠溞的实验生态学研究不多见，Аландин［27］的研究表明，圆形盘肠溞的盐度上限为8。而本试验显示，盐度超过3时，圆形盘肠溞24 h的存活率不足50%，25℃条件下24 h LC50为2．64 mg/L，即圆形盘肠溞的盐度上限低于Аландин［27］的研究结果。这可能与圆形盘肠溞生活的地理环境不同有关。

有研究表明，水生生物对盐度的适应能力除种类不同外，还受栖息地环境的影响。栖息在盐度较高水体的水生动物更耐高盐，栖息在盐度较低的水生动物更耐低盐。如生活在气候干燥、地表水盐度变化幅度较大的银川地区的直额裸腹溞，耐盐上限达15，而分布在较湿润地区的大连种群耐盐上限仅为 10．6［1］。

本试验中圆形盘肠溞采自北京密云水库，其长期生活在盐度极低而条件稳定的大型水体中，对环境盐度和其他理化因子变化的适应能力已经非常微弱。地理环境的差异会导致同种生物间的形态及对环境的忍受能力有较大的区别。Belyaeva等［28］对德国Senftenberger See湖的研究发现，当地的圆形盘肠溞可以耐受pH为3～7的酸性范围，这种差异可能是基因水平变化引起的。Belyaeva等［29］对圆形盘肠溞基因序列的进一步研究中发现，不同地域的圆形盘肠溞基因序列归属于不同的进化体系，这表明圆形盘肠溞在地域差异上存在区域特异性。

本研究结果表明，盐度为0．5组圆形盘肠溞的内禀增长率和周限增长率都高于对照组，且产前发育期随盐度的增加有不同程度的缩短，这显示了盐度对其繁殖的刺激作用。由此可知，盐度的微小变化对圆形盘肠溞生长、繁殖均产生了积极作用。水生生物对盐度的适应能力通常随着年龄的增加而增强，许多淡水鱼类仔鱼的耐盐上限不超过7，成鱼期鲤科达10～12，鲟科达18～36。本试验中急慢性试验中圆形盘肠溞个体均选用新出生的个体，如果选用成体，耐盐能力应该有所提高。

另外，生物对盐度的适应性也与外界环境盐度变化的快慢有关，当外界盐度逐渐改变时，耐盐性较高，而当外界盐度急剧变化时则不易忍受。经过一段时间的盐度驯化，水生生物的耐盐性能有提高。蒙古裸腹溞盐度急剧变化时生存盐幅为0．40～55．45，当盐度缓变每日增减2 h，可达0．15 ～74．50［1］。虽然本试验中圆形盘肠溞对盐度耐受性较差，但经过长期的缓慢盐度驯化，其耐盐性应该会有较大提高。

3.3 圆形盘肠溞开发为活饵料的应用前景

作为经济动物的活饵料，首先应具备较高的内禀增长率，如多刺裸腹溞内禀增长率为0．621～1．572 d-1［12］，近亲裸腹溞为 0．856 ～0．959 d-1［15］，大型溞为 0．239 ～0．450 d-1［7］，苏拉威西秀体溞为0．378 ～0．406 d-1［30］。相比之下，本试验中圆形盘肠溞为0．2215 d-1，低于上述种类，这或许与试验中使用的饵料有关，由于蛋白核小球藻为浮游藻类，而圆形盘肠溞喜生活在水体底部，所以饵料的易得性可能会成为影响其种群增长的一个因素。如果用底栖藻类培养，其结果会有所提高。

圆形盘肠溞个体小、易消化，喜活动在水体下层，可作为底层鱼类等的活饵料。但圆形盘肠溞通常在自然界密度较低，基本很难形成优势种群，作者推断可能与其在自然环境中饵料的可得性受到限制有关。当然，水体环境的其他因素也会制约生物种群的大量繁殖，圆形盘肠溞能否做为活饵料生物，需要进一步深入研究。

［1］赵文．养殖水域生态学［M］．北京:中国农业出版社，2011:24-29．

［2］蒋燮志，堵南山．中国动物志淡水枝角类［M］．北京:科学出版社，1979．

［3］赵文，孙兆和，黄权，等．长春市淡水枝角类的研究［J］．吉林农业大学学报，1996，18(4):69-74．

［4］董云仙，王忠泽．程海浮游动物种群特征与数量的周年变化［J］．水生态学杂志，2013，34(3):17-24．

［5］Sacherová V，Kršková R，Stuchlík E，et al．Long-term change of the littoral Cladocera in the Tatra Mountain lakes through a major acidification event［J］．Biologia，2006，61(18):109-119．

［6］胡红娟，颜庆云，倪加加，等．武汉东湖圆形盘肠溞种群遗传结构分析［J］．水生生物学报，2013，37(6):1007-1012．

［7］何志辉，张建国，姜宏．海水盐度对大形溞的存活和内禀增长率的影响［J］．大连水产学院学报，1996，11(3):1-7．

［8］黄显清，王武．温度、盐度对大形溞生长和生殖的影响［J］．上海水产大学学报，2000，9(1):15-20．

［9］王岩，何志辉．温度和盐度对蒙古裸腹溞种群内禀增长能力的影响［J］．应用生态学报，2001，12(1):91-94．

［10］王岩，何志辉，蔡云．温度和盐度对蒙古裸腹溞发育的影响［J］．海洋与湖沼，2000，31(1):8-13．

［11］何志辉，安树升．直额裸腹溞对海水盐度的适应能力［J］．动物学杂志，1986(2):25-27．

［12］何志辉．温度对多刺裸腹溞(Moina acrocopa Straus)的繁殖力和内禀增长能力(rm)的影响［J］．大连水产学院学报，1983(1):1-3．

［13］王丹丽，徐善良，王家琰．不同盐度对多刺裸腹溞内禀增长率的影响［J］．湖泊科学，1999，11(1):57-61．

［14］魏杰，赵文，杨为东，等．长额象鼻溞对海水盐度的适应性［J］．大连水产学院学报，2009，24(1):40-45．

［15］赵文，余博识，王婷，等．近亲裸腹溞对海水盐度的适应性研究［J］．应用生态学报，2006，17(8):1521-1525．

［16］王丹丽，李明云，杨天勇，等．温度与盐度对老年低额溞和蚤状溞生长及生殖的影响［J］．水产学报，1996，20(4):379-383．

［17］周永欣，章宗涉．水生生物毒性试验方法［M］．北京:农业出版社，1989．

［18］林昌善．动物种群数量变动的理论与试验研究(II):杂拟谷盗溞Triboloium confusum H．的内禀增长能力(rm)的研究［J］．动物学报，1964，16:323-338．

［19］郑重，李少菁，许振祖．海洋浮游生物学［M］．北京:海洋出版社，1984．

［20］何志辉．晋南和银川地区盐水和超盐水水体的浮游动物［J］．水生生物学报，1989，31(1):24-37．

［21］赵文．内陆盐水水体枝角类研究述评［J］．大连水产学院学报，1992，6(2):31-41．

［22］Alonso M．Anostraca，Cladocera and Copepoda of Spanish saline lakes［J］．Hydrobiologia，1990，197(1):221-231．

［23］Beadle L C．Osmotic regulation and the adaptation of freshwater animals to inland saline waters［J］．Verh Int Ver Limnol，1969，17:421-429．

［24］Hammer U T．Saline lake ecosystems of the world［M］．Norwell:Kluwer Academic Publishers，1986．

［25］何志辉．淡水生物学［M］．北京:农业出版社，1985．

［26］Williams W D．Life in inland waters［M］．Oxford:Blackwell Scientific Publications，1983．

［27］Аландин Н В．Соленостные адап тации иосморег уляторные спмособности ветвистоусых ракообразных З Формы из солоноватых и пресныхвод［J］．Зоологический Журнал，1982，6:851-860．

［28］Belyaeva M，Deneke R．Colonization of acidic mining lakes:Chydorus sphaericus and other Cladocera within a dynamic horizontal pH gradient(pH 3-7)in Lake Senftenberger See(Germany)［J］．Hydrobiologia，2007，594(1):97-108．

［29］Belyaeva M，Taylor D J．Cryptic species within the Chydorus sphaericus species complex(Crustacea:Cladocera)revealed by molecular markers and sexual stage morphology［J］．Molecular Phylogenetics and Evolution，2009，50(3):534-546．

［30］王玉善，赵文，邵宁宁，等．盐度对苏拉威西秀体溞种群内禀增长率的影响［J］．海洋科学，2008，32(6):17-19．