胡高宇,張 翔,林興管,蔡逸龍,蔡景波,肖國(guó)強(qiáng),3,柴雪良,3,*
(1.上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 201306; 2.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所,浙江 溫州 325005; 3.浙江省近岸水域生物資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 溫州 325005)
文蛤(Meretrixpetechialis)屬于軟體動(dòng)物門(mén)(Mollusca)瓣鰓綱(Lamellibranchia)異齒亞綱(Heterodonta)簾蛤目(Veneroida)簾蛤科(Veneridae)文蛤?qū)?Meretrix),是我國(guó)沿海重要的灘涂經(jīng)濟(jì)貝類(lèi)。文蛤具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,有“天下第一鮮”的美譽(yù),深受東南亞沿海人民的青睞。
呼吸耗氧、攝食排泄是貝類(lèi)新陳代謝的基本生理指標(biāo),是對(duì)貝類(lèi)長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行判斷的依據(jù),也是貝類(lèi)響應(yīng)環(huán)境變化的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一[1]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,養(yǎng)殖規(guī)模逐漸壯大。漁民為了提高產(chǎn)量,無(wú)視環(huán)境承載力,過(guò)度追求高密度養(yǎng)殖,致使病害滋生、水質(zhì)惡化、貝類(lèi)品質(zhì)降低等現(xiàn)象頻發(fā)。如何合理規(guī)劃生產(chǎn)布局,科學(xué)布置養(yǎng)殖密度,是當(dāng)今養(yǎng)殖生產(chǎn)中急需解決的難題,也是今后引導(dǎo)傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要指南。研究不同環(huán)境因子下不同貝類(lèi),如貽貝[2-3]、扇貝[4-5]和牡蠣[6-7]等的生理代謝響應(yīng),可為指導(dǎo)貝類(lèi)的健康養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)也可為貝類(lèi)養(yǎng)殖容量、生態(tài)生理學(xué)和生理能量學(xué)等研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
關(guān)于呼吸耗氧的測(cè)定,之前的研究多采用靜水法[4-7]和流水法[8-9]。靜水法操作簡(jiǎn)單,成本較低,至今仍被廣泛使用。國(guó)內(nèi)貝類(lèi)耗氧率的測(cè)量方法主要采用靜水法,其基本做法是將貝置于盛滿(mǎn)海水的容器中密封,以溫克勒(Winkler)碘量法測(cè)定實(shí)驗(yàn)前后水中溶解氧含量變化。但該方法的缺點(diǎn)也較明顯:實(shí)驗(yàn)證明,靜水法中溶解氧分布不均勻,測(cè)量過(guò)程容易造成水體中氧氣的泄露和消耗[10];該方法只監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)始、末的數(shù)據(jù),因而忽視了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參數(shù)變化;而且,靜水法只能用于短期實(shí)驗(yàn),對(duì)長(zhǎng)時(shí)間貝類(lèi)溶氧的監(jiān)測(cè)難度較大。流水法是將貝置于開(kāi)放的呼吸室內(nèi),根據(jù)進(jìn)出水中溶解氧濃度差異確定耗氧率。相較于靜水法,流水法解決了不能長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題,但是流水法難以保證進(jìn)水口溶解氧濃度的一致性,流速太小可能導(dǎo)致供氧量不足,而流速過(guò)大又會(huì)使得實(shí)驗(yàn)期間溶解氧濃度變化太小。同時(shí),流水法對(duì)貝類(lèi)形成的刺激也較大,容易降低濾食率效果,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大[11]。
間歇式呼吸測(cè)量法是一種廣泛應(yīng)用于水生生物中的測(cè)量技術(shù)[12-15]。該技術(shù)配備自動(dòng)化程序,可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)全程的數(shù)據(jù)測(cè)量,有效地減少人為操作導(dǎo)致的誤差,便于操作;采用熒光光纖氧氣測(cè)量技術(shù)測(cè)定溶解氧,測(cè)量精度更高,穩(wěn)定性更強(qiáng)。該方法的整個(gè)測(cè)量過(guò)程分為水體交換、等待和溶氧測(cè)量3個(gè)部分。由于在測(cè)量中有水泵帶動(dòng)水流,因此不存在溶解氧分布不均勻的問(wèn)題。同時(shí),在交換階段通過(guò)每次更換呼吸室內(nèi)水體,排出了呼吸室內(nèi)積累的代謝產(chǎn)物,確保了長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)的可能性。目前,該方法在貝類(lèi)生理代謝中已得到應(yīng)用。如Sui等[14]通過(guò)模擬高CO2和低氧條件,使用間歇式呼吸測(cè)量法,發(fā)現(xiàn)厚殼貽貝在72 h內(nèi)的耗氧率顯著降低;Kim等[15]采用該設(shè)備進(jìn)行為期96 h的實(shí)驗(yàn),探究高溫與低氧共同脅迫對(duì)蛤仔的影響,發(fā)現(xiàn)耗氧率受到影響且顯著降低。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外發(fā)表的關(guān)于鹽度、溫度、pH等環(huán)境因子對(duì)文蛤能量代謝影響的報(bào)道中,文蛤耗氧率的測(cè)定方法仍然以靜水法或流水法為主[16-18]。本研究采用間歇式呼吸測(cè)量法對(duì)文蛤耗氧率進(jìn)行測(cè)量,以便更加準(zhǔn)確地反映文蛤在環(huán)境溫度脅迫下的呼吸變化規(guī)律,并通過(guò)測(cè)定攝食率和排泄率,獲得文蛤在不同水溫下的生理響應(yīng),以期為文蛤環(huán)境容量的研究提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí),研究結(jié)果也將有助于文蛤養(yǎng)殖水平提升和養(yǎng)殖產(chǎn)量提高。
文蛤取自浙江省樂(lè)清市翁垟街道的貝類(lèi)養(yǎng)殖區(qū)。采集活力強(qiáng)、無(wú)損傷、規(guī)格整齊的個(gè)體帶回實(shí)驗(yàn)室,用刷子清洗表面附著物后置于實(shí)驗(yàn)桶內(nèi)暫養(yǎng)7 d以上,每天早、晚各投喂藻液(等鞭金藻)1次,連續(xù)充氣,每天換水1次。養(yǎng)殖海水經(jīng)沉淀砂濾后使用,海水鹽度為2.5%~2.6%,水溫在15 ℃左右。
1.2.1 溫度設(shè)置
根據(jù)樂(lè)清灣沿岸水溫周年變化規(guī)律,共設(shè)置5個(gè)溫度梯度——15、20、25、30、35 ℃。水溫通過(guò)冷水機(jī)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)前,文蛤在各個(gè)溫度梯度里饑餓暫養(yǎng)24 h。
文蛤生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)定方法:用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)殼長(zhǎng)、殼寬、殼高(精確到0.01 mm),用Mettler Toledo精密電子天平稱(chēng)其總重(精確到0.01 g),并取軟組織烘干測(cè)量干重(精確到0.000 1 g)。
1.2.2 攝食排泄排氨實(shí)驗(yàn)
按照文蛤的規(guī)格設(shè)置3個(gè)實(shí)驗(yàn)組(每組5只)——大規(guī)格組、中規(guī)格組、小規(guī)格組,及1個(gè)對(duì)照組(不加貝)。將每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的5只文蛤放入3 L錐形瓶中,水浴控溫,以文蛤貝殼張開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí),實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2 h,實(shí)驗(yàn)期間全程充氧并遮光。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每組文蛤進(jìn)行多次測(cè)量,取平均值用于后續(xù)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,測(cè)量文蛤生長(zhǎng)數(shù)據(jù),解剖取軟組織,60 ℃烘干并稱(chēng)重。收集錐形瓶?jī)?nèi)的水,測(cè)定實(shí)驗(yàn)前后葉綠素a濃度變化,用于計(jì)算攝食率。葉綠素a濃度參照HJ 897—2017《水質(zhì) 葉綠素 a 的測(cè)定 分光光度法》,采用丙酮萃取,分光光度法測(cè)定。測(cè)定實(shí)驗(yàn)水體中氨氮含量,用于計(jì)算排氨率。排氨率測(cè)定參照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范 第4部分:海水分析》,采用靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定。用300目濾網(wǎng)收集實(shí)驗(yàn)后文蛤的糞便,烘干測(cè)定顆粒態(tài)有機(jī)物(POM)值,計(jì)算排糞率。
攝食排泄排氨實(shí)驗(yàn)使用的文蛤生長(zhǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
1.2.3 呼吸耗氧實(shí)驗(yàn)
文蛤的呼吸耗氧實(shí)驗(yàn)通過(guò)DAQ-M水生生物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)(Loligo Systems公司,丹麥)測(cè)量。系統(tǒng)由呼吸室、水泵、溶解氧測(cè)量裝置、流通池、水管等組成。呼吸室采用圓形呼吸室,體積約為1 600 mL。受呼吸室體積限制,每個(gè)呼吸室放入5個(gè)文蛤。同樣按照文蛤的規(guī)格設(shè)置3個(gè)實(shí)驗(yàn)組和1個(gè)對(duì)照組。流通池使用加熱棒進(jìn)行控溫,每個(gè)呼吸室各裝有一個(gè)溶氧探頭與主機(jī)相連。每個(gè)測(cè)量周期采用如下參數(shù):測(cè)量360 s,水體交換200 s,等待60 s。通過(guò)連接電腦,在軟件中顯示溶解氧濃度變化曲線,每次測(cè)量10個(gè)周期以上,取平均值,計(jì)算耗氧率。
呼吸耗氧實(shí)驗(yàn)使用的文蛤生長(zhǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
表2 呼吸耗氧實(shí)驗(yàn)用的文蛤生長(zhǎng)數(shù)據(jù)Table 2 Biology data of Meretrix petechialis used in oxygen consumption test
采用Excel 2016統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和作圖,在SPSS 18.0軟件上做單因素方差分析(one-way ANOVA)。
按以下公式計(jì)算各個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)攝食率、排氨率、排糞率、耗氧率的變化情況。
RIR=V[C0-Ct-(C1-C2)]/(N×T×W)。
(1)
式(1)中:RIR為攝食率(mg·g-1·h-1),V為實(shí)驗(yàn)海水體積(mL),C0、Ct分別為實(shí)驗(yàn)組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的餌料濃度(mg·L-1),C1、C2分別為對(duì)照組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的餌料濃度(mg·L-1),N為實(shí)驗(yàn)文蛤數(shù)量,T為實(shí)驗(yàn)時(shí)間(h),W為軟組織干重(g)。
RNR=V[(Nt-N0)-(N2-N1)]/(1 000×T×W)。
(2)
式(2)中:RNR為排氨率(μg·g-1·h-1),N0、Nt分別為實(shí)驗(yàn)組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)海水中的氨氮濃度(μg·L-1),N1、N2分別為對(duì)照組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)海水中的氨氮濃度(μg·L-1)。
RFER=RIR×(1-RAE);
(3)
RAE=(F-E)/[(1-E)×F]×100。
(4)
式(3)、(4)中:RFER為排糞率(μg·g-1·h-1);RAE為同化率;F為餌料中有機(jī)質(zhì)的干重比例,即餌料中POM與總顆粒物含量之比;E為糞便中有機(jī)質(zhì)的干重比例,即糞便中POM與總顆粒物含量之比。
ROR=V|(D0-Dt)-(D1-D2)|/(1 000×T×W)。
(5)
式(5)中:ROR為耗氧率(mg·g-1·h-1),D0、Dt分別為實(shí)驗(yàn)組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)海水中的氧氣濃度(mg·L-1),D1、D2分別為對(duì)照組開(kāi)始和結(jié)束時(shí)海水中的氧氣濃度(mg·L-1)。
呼吸能(J·g-1·h-1)按照耗氧率和貝類(lèi)耗氧量的能量系數(shù)計(jì)算,1 mg O2折算為14.23 J[19]。
RO/N=(ROR/16)/(RNR/14)。
(6)
式(6)中RO/N為氧氮比。
A=(Y2-Y1)/Y1×100。
(7)
式(7)中:A為相應(yīng)指標(biāo)(攝食率、排氨率、排糞率、耗氧率)的變化率(%),Y1、Y2分別為各個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)相應(yīng)指標(biāo)的始、末值。
如表3和圖1所示,3種規(guī)格文蛤的攝食率為0.015~0.043 mg·g-1·h-1。隨溫度上升,同規(guī)格文蛤的攝食率總體呈先升后降的趨勢(shì)。大規(guī)格文蛤在25~30 ℃區(qū)間攝食率增加最多,中規(guī)格文蛤在20~25 ℃區(qū)間攝食率增加最多,小規(guī)格文蛤在15~20 ℃區(qū)間攝食率增加最多。小規(guī)格文蛤在25 ℃攝食率達(dá)到最大值(0.037 mg·g-1·h-1),而大、中規(guī)格文蛤在30 ℃攝食率達(dá)到最大值,分別為0.043、0.035 mg·g-1·h-1。在20 ℃條件下,中規(guī)格文蛤的攝食率顯著(P<0.05)低于大、小規(guī)格的文蛤,而在其他溫度下不同規(guī)格文蛤的攝食率并無(wú)顯著差異。
表3 不同溫度區(qū)間下文蛤的攝食率變化率Table 3 Changes of ingestion rate of Meretrix petechialis under different temperature ranges %
如表4和圖2所示,3種規(guī)格文蛤的排氨率為1.26~135.25 μg·g-1·h-1。隨溫度上升,同規(guī)格文蛤的排氨率總體呈先升后降的趨勢(shì)。大規(guī)格文蛤在15~20 ℃區(qū)間排氨率增加最多,中規(guī)格文蛤在20~25 ℃區(qū)間排氨率增加最多,小規(guī)格文蛤在15~20 ℃區(qū)間排氨率增加最多。小規(guī)格文蛤在20 ℃排氨率達(dá)到最大值(65.21 μg·g-1·h-1),大、中規(guī)格文蛤在30 ℃達(dá)到最大值,分別為69.15、135.25 μg·g-1·h-1。各規(guī)格文蛤的排氨率均在35 ℃最低。在15 ℃條件下,大規(guī)格文蛤的排氨率顯著(P<0.05)低于小規(guī)格文蛤,但中規(guī)格文蛤的排氨率分別與大、小規(guī)格文蛤相比差異均不顯著;在25 ℃條件下,3種規(guī)格文蛤的排氨率均存在顯著差異(P<0.05),從高到低依次為中規(guī)格>大規(guī)格>小規(guī)格。在其他溫度下,不同規(guī)格文蛤的排氨率并無(wú)顯著差異。
相同溫度下柱上無(wú)相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。下同。Bars marked without the same letters indicated significant difference at P<0.05 under the same temperature. The same as below.圖1 不同規(guī)格文蛤在不同溫度下的攝食率Fig.1 Ingestion rate of Meretrix petechialis under different temperature
圖2 不同規(guī)格文蛤在不同溫度下的排氨率Fig.2 Ammonia excretion rate of Meretrix petechialis under different temperature
表4 不同溫度區(qū)間下文蛤的排氨率變化率Table 4 Changes of ammonia excretion rate of Meretrix petechialis under different temperature ranges %
如表5所示,在15~30 ℃,3種規(guī)格的文蛤同化率隨溫度升高而升高;但在30~35 ℃,大、小規(guī)格文蛤的同化率隨溫度升高而降低,而中規(guī)格文蛤的同化率隨溫度升高進(jìn)一步升高。
表5 不同溫度區(qū)間下文蛤的同化率Table 5 Assimilation rate of Meretrix petechialis under different temperature
從表6和圖4可以看出,3種規(guī)格文蛤的排糞率為2.173~15.908 μg·g-1·h-1。大規(guī)格文蛤在15~20 ℃排糞率變化最大,中規(guī)格文蛤在30~35 ℃排糞率變化最大,小規(guī)格文蛤在25~30 ℃排糞率變化最大。大、小規(guī)格的文蛤在15 ℃排糞率最大,分別為15.91、13.42 μg·g-1·h-1,中規(guī)格文蛤在20 ℃排糞率最大,為11.71 μg·g-1·h-1。在15 ℃下,大規(guī)格文蛤的排糞率顯著(P<0.05)高于中規(guī)格文蛤,但小規(guī)格文蛤的排糞率分別與大、中規(guī)格文蛤相比差異均不顯著;在其他溫度件下,3種規(guī)格文蛤的排糞率均無(wú)顯著差異。
表6 不同溫度區(qū)間下文蛤的排糞率變化率Table 6 Changes of faecal egestion rate of Meretrix petechialis under different temperature ranges %
經(jīng)測(cè)定,大、中、小規(guī)格文蛤的耗氧率均隨溫度升高而升高,范圍為0.290~1.780 mg·g-1·h-1,且均在35 ℃達(dá)到最大值,分別為1.47、1.78、1.72 mg·g-1·h-1。如表7所示,3種規(guī)格的文蛤均在20~25 ℃區(qū)間耗氧率變化最大,但大、
表7 不同溫度區(qū)間下文蛤的耗氧率變化率Table 7 Changes of oxygen consumption rate of Meretrix petechialis under different temperature ranges %
圖3 不同規(guī)格文蛤在不同溫度下的排糞率Fig.3 Faecal egestion rate of Meretrix petechialis under different temperature
中、小規(guī)格的文蛤分別在15~20、25~30、15~20 ℃耗氧率變化最小。從圖4可以看出,3種規(guī)格文蛤的呼吸能為4.13~25.35 J·g-1·h-1。在35 ℃,3種規(guī)格文蛤的呼吸能無(wú)顯著差異;在15、20 ℃,大規(guī)格文蛤的呼吸能顯著(P<0.05)低于中、小規(guī)格文蛤;在25、30 ℃,中規(guī)格文蛤的呼吸能顯著(P<0.05)高于大規(guī)格文蛤,但小規(guī)格文蛤的呼吸能分別與大、中規(guī)格文蛤相比差異均不顯著。
圖4 不同規(guī)格文蛤在不同溫度下的呼吸能Fig.4 Respiration energy of Meretrix petechialis under different temperature
如表8所示,在15~25 ℃,文蛤的氧氮比先降后升,在20 ℃達(dá)到最低值;在35 ℃,3種規(guī)格文蛤的氧氮比均劇增,遠(yuǎn)高于其他溫度下。
表8 不同溫度下文蛤的氧氮比Table 8 Ratio of oxygen to nitrogen of Meretrix petechialis under different temperature
文蛤是變溫動(dòng)物,外界環(huán)境溫度變化對(duì)文蛤新陳代謝具有重大影響。在本研究中,隨著水溫升高,不同規(guī)格文蛤的攝食率先上升后下降,大、中規(guī)格文蛤在30 ℃,小規(guī)格文蛤在25 ℃,攝食率達(dá)到最大值。J?rgensen等[20]認(rèn)為,在適宜的溫度內(nèi),濾食性貝類(lèi)攝食率隨溫度升高而增加。其原因一方面可能是升溫導(dǎo)致海水黏滯性下降,加快了濾水速率;另一方面可能是溫度升高導(dǎo)致濾食性貝類(lèi)新陳代謝加快,鰓絲上纖毛擺動(dòng)加速等,使得單位時(shí)間內(nèi)濾水量加大。當(dāng)環(huán)境溫度處于適溫外時(shí),貝類(lèi)生長(zhǎng)狀態(tài)會(huì)受到影響,生理代謝強(qiáng)度開(kāi)始減弱,濾食率也逐漸下降[21]。
貝類(lèi)的攝食、同化、排泄是相互影響的。van Erkom Schurink等[22]比較了4種南非貽貝(Aulacomyaater、Choromytilusmeridionalis、Mytilusgalloprovincialis、Pernaperna)的濾食、耗氧、同化等代謝指標(biāo),發(fā)現(xiàn)溫度在10~20 ℃區(qū)間,貽貝的吸收率不受影響,但耗氧率和排泄率受影響。Wilbur等[23]將溫度從15 ℃升到25 ℃,發(fā)現(xiàn)在貽貝(Geukensiademissa)上測(cè)得的生理參數(shù)除了吸收率外均隨升溫發(fā)生了顯著變化。然而,董波等[24]在研究菲律賓蛤仔時(shí)發(fā)現(xiàn),在9~22 ℃,其攝食率和同化率均有上升,但在26 ℃下,其生理代謝指標(biāo)開(kāi)始降低;栗志民等[25]在研究企鵝珍珠貝時(shí)發(fā)現(xiàn),溫度升高使該貝的同化率逐漸增加,并在29 ℃達(dá)到峰值,但當(dāng)溫度繼續(xù)升高至32 ℃后,同化率降低了13.5%。本研究結(jié)果與董波等[24]和栗志民等[25]的結(jié)果有相似的變化趨勢(shì):在15~30 ℃,隨著文蛤攝食率逐漸增加,餌料的同化率上升,而排糞率持續(xù)降低;在30~35 ℃,伴隨著攝食率的下降,文蛤的同化率和排糞率均降低。這意味著,在適宜的環(huán)境里,水溫升高通過(guò)增強(qiáng)貝類(lèi)體內(nèi)消化酶活性可以增加貝類(lèi)對(duì)餌料的攝食強(qiáng)度,促進(jìn)攝食吸收,同時(shí)減少排泄;但當(dāng)水溫超過(guò)貝類(lèi)的適宜范圍之后,酶活受到抑制,攝食同化率開(kāi)始下降。關(guān)于造成不同研究結(jié)果差異性的原因:Laing等[26]認(rèn)為,可能是實(shí)驗(yàn)溫度范圍選取問(wèn)題,如某研究溫度下實(shí)驗(yàn)貝類(lèi)的吸收率與之無(wú)相關(guān)性;但也有可能是實(shí)驗(yàn)條件的不同所致,如餌料種類(lèi)和濃度[27]、海水鹽度和pH值等。
貝類(lèi)排泄物主要有氨、尿素、尿酸等,其中氨占比達(dá)到總排泄量的70%以上[28]。排氨率是反映貝類(lèi)代謝強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一,排氨率升高意味著,當(dāng)貝類(lèi)遭受到溫度脅迫時(shí),會(huì)通過(guò)提高代謝來(lái)加快能量物質(zhì)消耗以應(yīng)對(duì)不適條件。本研究中,溫度從15 ℃升高至30 ℃時(shí),大、中規(guī)格文蛤的排氨率均有上升趨勢(shì),而小規(guī)格文蛤的排氨率曲線處于波動(dòng)狀態(tài)。這可能是因?yàn)?種規(guī)格的文蛤?qū)囟鹊拿舾行圆灰粯?,小?guī)格文蛤?qū)囟茸兓^為敏感,體內(nèi)的內(nèi)環(huán)境平衡調(diào)節(jié)能力弱。
耗氧率是指單位體重的生物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)生物氧化所消耗的氧氣量,是用來(lái)衡量生物體新陳代謝強(qiáng)度的基本指標(biāo)之一。文蛤這類(lèi)變溫動(dòng)物極易受到環(huán)境溫度的影響,從而改變自身的代謝效率。一般認(rèn)為,在正常的水溫條件下,水體溫度與耗氧率呈正比,一旦溫度超過(guò)某一極限就會(huì)導(dǎo)致貝類(lèi)自身生理功能出現(xiàn)異常,耗氧率下降。本研究中,文蛤耗氧率隨溫度上升而增加,在20~25 ℃增加最明顯,之后增加速率逐漸減慢,因此25 ℃可能是文蛤的最適溫度。該結(jié)果與在部分濾食性貝類(lèi)上的結(jié)果具有相似性。劉英杰[29]發(fā)現(xiàn),不同規(guī)格青蛤在20~35 ℃隨溫度升高耗氧率也逐漸升高;櫛江珧在18~34 ℃,耗氧率隨溫度升高而增大,且在22~26 ℃增加率最大[30];泥蚶在15~25 ℃,耗氧率與溫度成正比,在25 ℃時(shí)耗氧率達(dá)到最大值,之后隨溫度升高逐漸降低[31]。
在對(duì)文蛤開(kāi)展的研究中,由于大部分結(jié)果是以靜水法獲得的,而本研究采用的是間歇式呼吸測(cè)量法,因此耗氧率的測(cè)量結(jié)果與其他研究存在差異。Bougrier等[32]認(rèn)為,研究結(jié)果出現(xiàn)不同的原因可能在于貝類(lèi)的馴化程度或者實(shí)驗(yàn)方法不同。范建勛[33]的結(jié)果與本研究相似,溫度與耗氧率成正相關(guān),但是其設(shè)置的最高水溫僅為30 ℃,低于本研究的最高水溫。王盛青等[34]和馮建彬等[35]在對(duì)文蛤的研究中發(fā)現(xiàn),文蛤耗氧率隨溫度升高先上升后下降,但本研究中文蛤耗氧率隨著溫度升高并未出現(xiàn)下降的現(xiàn)象;因此,若要判斷文蛤耗氧率的最高耐受溫度,還需要進(jìn)一步開(kāi)展后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
文蛤的規(guī)格對(duì)耗氧率也有較大影響。Bayne等[36]發(fā)現(xiàn),貝類(lèi)耗氧率隨單位軟體部干重的增大呈下降趨勢(shì);姜祖輝等[37]認(rèn)為,毛蚶在生長(zhǎng)過(guò)程中,脂肪和肌肉積累增多,造成重要臟器與肌肉等組織比重增大,從而導(dǎo)致其規(guī)格變大而代謝下降。本研究得出的結(jié)論與上述結(jié)果存在差異:在15~20 ℃升溫過(guò)程中,各規(guī)格文蛤的耗氧率由大到小依次是小規(guī)格>中規(guī)格>大規(guī)格;在20~35 ℃,各規(guī)格文蛤的耗氧率由大到小依次是中規(guī)格>小規(guī)格>大規(guī)格,但是中、小規(guī)格文蛤耗氧率與溫度的擬合曲線差異較小。
由于氮主要存在于蛋白質(zhì)中,脂肪和糖類(lèi)含氮較少,因此生物氧氮比可以用來(lái)判斷生物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝比率。Widdows等[38]認(rèn)為,氧氮比與環(huán)境脅迫有關(guān),是判斷生物體對(duì)環(huán)境適應(yīng)性程度的指標(biāo)之一。通常認(rèn)為,當(dāng)氧氮比接近7時(shí),生物體能量需求較低,可以完全由蛋白質(zhì)作為主要能源物質(zhì)[39];當(dāng)氧氮比約為24時(shí),此時(shí)蛋白質(zhì)供能不足,代謝物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)和脂肪聯(lián)合供能[40];當(dāng)氧氮比超過(guò)24甚至無(wú)窮大時(shí),碳水化合物替代蛋白質(zhì),與脂肪共同承擔(dān)供能的職責(zé)[41]。本研究中,在15~30 ℃,文蛤的氧氮比值基本處于7~24,說(shuō)明文蛤在能量代謝中基本上以蛋白質(zhì)和脂肪供能為主,且小規(guī)格文蛤較大、中規(guī)格文蛤的變化率更大,推測(cè)小規(guī)格文蛤代謝較為劇烈,能量消耗較大。在對(duì)魁蚶(15~25 ℃)[9]、菲律賓蛤仔(9~22 ℃)[24]和墨西哥灣貝(10~31 ℃)[42]的研究中發(fā)現(xiàn),其供能均以蛋白質(zhì)和脂肪為主,而且環(huán)境溫度升高可以提升蛋白質(zhì)的利用率,降低碳水化合物和脂肪代謝率。上述結(jié)果與本研究中大、中規(guī)格文蛤(10~30 ℃)的結(jié)果類(lèi)似。在35 ℃,3種規(guī)格文蛤的氧氮比均遠(yuǎn)超24,直接原因在于此時(shí)文蛤排氨率過(guò)低。可能的原因是,高溫環(huán)境使文蛤酶活性降低,影響了正常的排氨機(jī)能,此時(shí)能量來(lái)源于碳水化合物和脂肪的分解。