曹善茂+高雪+于卓

DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.06.001

摘 要：通過試驗生態(tài)學方法，采用靜水系統(tǒng)，對我國北方常見的污損生物匍莖草苔蟲（Bugula stolonifera Ryland,1960）排氨率進行了初研究，主要包括匍莖草苔蟲在饑餓狀態(tài)下，溫度對其排氨率的影響；溫度和鹽度交互作用對其排氨率的影響；溫度和pH交互作用對其排氨率的影響。為預防控制海洋污損生物對養(yǎng)殖生物正常生長存活有著非常重要的意義，也為更深一步規(guī)劃出有效的防治方法提供一定的基礎科學依據(jù)。具體試驗結果為：1.溫度對匍莖草苔蟲的排氨率具有極其顯著的影響，在12～27 ℃范圍內，呈1個峰值變化，在24 ℃時其排氨率達到最高值；2.溫度與鹽度的交互作用對其排氨率有顯著的影響，在12～27 ℃條件下，鹽度在16‰～40‰范圍內，呈1個峰值變化，在鹽度32‰時其排氨率達到最高值；3.溫度與pH的交互作用對其排氨率有極其顯著的影響，在12～27 ℃條件下，pH在5～10范圍內，呈1個峰值變化，在pH為8時其排氨率達到最高值。

關鍵詞：匍莖草苔蟲；溫度；鹽度；pH；排氨率

1 概述

匍莖草苔蟲（Bugula stolonifera Ryland,1960）屬苔蘚動物門（Bryozoa Eherenberg）、裸唇綱（Cymndaemata Allam,1856）、唇口目（Cheilostomida Busk,1852）、新唇亞目（Neocheilostomina dHondt,1985）、枝室次目（Cellulariomorpha Smitt,1868）、草苔蟲超科（Buguloidea Gray,1848）、草苔蟲科（Bugulidae Gray,1848）、草苔蟲屬（Bugula Oken,1825）[1]。群體直立，系由兩列個蟲交互排列而成的雙分歧樹叢狀分枝，由始端個蟲分出的附根附著在基質上，匍匐莖能產(chǎn)生次生分枝，基部較粗、末端較細，均指向前表面。鳥頭體附著于個蟲末端外緣、外刺始端一疣突上，吻彎向始端，顎骨長三角形?？谏下寻蛐?，長大于寬或寬大于長，前面中央鼓突，表面光滑。一充分發(fā)育的群體高度可達3～4 cm，覆蓋面積可達2～3 cm2[2]。

苔蘚動物（苔蘚蟲、苔蟲）是海洋污損生物群落組成的主要類群。它們在水下物體上的總附著量雖不及牡蠣、貽貝等軟體動物和藤壺等甲殼動物高；但其群體覆蓋面積往往很大，不僅與海洋污損生物群落中其他類群發(fā)生劇烈的空間競爭，影響后者的幼體附著，而且其幼蟲常附著于其他類群動物體表面，影響其生長發(fā)育[3]。此外，隨著海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，魚蝦貝類養(yǎng)殖網(wǎng)籠也為污損苔蟲幼蟲附著提供了豐富的附著基，其種群的日益增長也越來越嚴重地威脅著海水養(yǎng)殖業(yè)的迅速增長和發(fā)展。由于以上原因，海洋污損苔蟲的生物學研究，日益受到海洋生態(tài)學家和防污專家的重視。

據(jù)調查，大部分的雙殼類、腹足類的排泄產(chǎn)物主要是氨，共占排泄總量的60%～70%[4-6]，其他的部分由于種類不一樣所占的比例也不相等。真骨魚的氮排泄物主要為氨及尿素，主要通過鰓排出，少量隨尿液排出，多數(shù)情況下，氨是最主要的排泄物，氨氮占總氮的80%～98%[7]。蝦蟹類中，氨占氮排泄物的60%以上。氨氮既是生物界重要的營養(yǎng)物質，同時對生物也有潛在的威脅[8]。由于氨氮易溶于水，所以對水生生物會產(chǎn)生比較大的影響，可以輕易地從細胞穿入生物體內，便會影響到生物體正?；頪8]。作者覺得氨氮影響酶的活性是通過改變體液pH值來影響，而且在大多數(shù)情況下，氨氮的毒性受很多因素的共同影響。匍莖草苔蟲大面積附著在養(yǎng)殖設施上，因其繁殖量大，它的氨氮排泄量對養(yǎng)殖生物及其附近水環(huán)境的影響是不可忽視的，特別是在刺參養(yǎng)殖池的附著基上，為匍莖草苔蟲提供了理想的附著場所，較大生物量使池中的氨氮含量較高，而氨氮對刺參的影響十分顯著[9]。

本試驗選擇了我國北方沿海養(yǎng)殖業(yè)中常見的匍莖草苔蟲作為研究對象，通過試驗了解匍莖草苔蟲的排氨率隨溫度、鹽度、pH以及不同生態(tài)因子之間的交互作用下來反映出變化規(guī)律，為深入研究提供基礎依據(jù)，同時也為養(yǎng)殖業(yè)的技術改革提供必要的參考。

2 材料和方法

2.1 試驗材料

匍莖草苔蟲取自海參繁育池中，其濕重約1 kg，保證運輸過程中有充足的氧氣。在實驗室塑料水槽箱中暫養(yǎng)一周，水溫15 ℃，鹽度33‰每日全量換水一次，餌料為海參復合餌料，日投餌3次，投喂量以前一天攝食情況而定。隨后進行升溫降溫暫養(yǎng)，每日升溫或降溫1 ℃，試驗前2 d內將馴養(yǎng)的環(huán)境因子緩慢調至試驗所需的條件下。開始相關試驗前一天停止投喂餌料，試驗選用健康活動性好的群體為試驗材料。

2.2 試驗儀器和主要藥品

紫外分光光度計；自動流水控溫水槽；加熱棒；手持型鹽度計 WZ-211 A71型；電子秤 Sartorius BT224S；電子pH計 Sartorius PB-10；抽濾泵 GM-0.50兩用型隔膜真空泵；醋酸纖維素膜:孔徑0.45 μm，直徑50 mm；各種試驗用器皿：25 mL比色管、錐形瓶、燒杯、量筒、吸量管、膠頭滴管、量瓶、聚乙烯瓶、玻璃棒、移液槍，等；藥品：硫酸銨、三氯甲烷、氫氧化鈉、鹽酸、溴酸鉀溴化鉀、磺胺、鹽酸萘乙二胺、所用試劑均為分析純、水為蒸餾水或等效純水。

2.3 試驗方法

2.3.1 溫度對匍莖草苔蟲排氨率的影響 取饑餓24 h的匍莖草苔蟲于三角瓶中。試驗海水鹽度31.6‰，pH值8.2。注入容器前用0.45 μm濾膜過濾。選六個溫度梯度即12 ℃、15 ℃、18 ℃、21 ℃、24 ℃、27 ℃，每到一個試驗溫度使匍莖草苔蟲適應1 d后再開始試驗，每個溫度水平設3個重復及一個空白對照。

2.3.2 鹽度對匍莖草苔蟲排氨率的影響 溫度選取12 ℃，15 ℃，18 ℃，21 ℃，24 ℃, 27 ℃六個水平梯度。溫度每達到一個試驗溫度，并經(jīng)過訓化后，調節(jié)相應溫度下的鹽度。試驗用海水為自然海水（鹽度31.6‰），共設定7個鹽度梯度，分別為：16‰，20‰，24‰，28‰，32‰，36‰和40‰。其中海水設為參照，其鹽度為33‰。高鹽度的海水是用海水晶與正常海水調配得到而低鹽度海水是使用純水與正常海水調配得到。鹽度調配好以后使蟲體適應兩天后再進行試驗，每個鹽度組設定3個重復組和一個空白對照組。

2.3.3 pH對匍莖草苔蟲排氨率的影響 溫度選為12 ℃，15 ℃，18 ℃，21 ℃，24 ℃，27 ℃六組水平。溫度達到試驗溫度后，需使蟲體適應此溫度，之后再調節(jié)每個溫度水平下的pH。試驗用海水為自然海水（pH 8.2），共設定7個pH梯度，分別為：5，6，7，8，9，10。其中選擇海水作為參照，其pH值為8.2，不同pH梯度用1 mol/L的HCl和1 mol/L的NaOH混合調配得到。同樣的，達到試驗pH之后也要使蟲體適應兩天，每個pH組都設置3個重復組和一個空白對照組。

2.3.4 匍莖草苔蟲排氨率的計算方法 排氨率的計算方法采用凈水法，并且試驗海水是試驗前一天抽濾過的新鮮海水。具體操作方法為：用500 mL的三角錐瓶裝滿海水之后充氧，放入濕重為5 g的匍莖草苔蟲，之后盡快用塑料保鮮膜封住瓶口，避免與外界空氣發(fā)生接觸。具體測定方法依據(jù)《GB 17378.4-1998海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分海水分析》，排氨率試驗使用次溴酸鹽氧化法。每項試驗均設立3個平行組與一個空白對照組。

計算公式：

QN=V×(Q1-Q0)T×W

公式釋意：Qt：試驗水樣的氨氮變化量（μg/L）, Q0：空白組水樣的氨氮變化量（ μg/L），V：試驗水樣的體積（L），T：試驗持續(xù)時間（h），W：試驗樣品的重量（g）。

3 試驗結果

3.1 溫度對匍莖草苔蟲排氨率的影響

不同溫度下匍莖草苔蟲的排氨率見圖1。在溫度12 ℃、15 ℃、18 ℃、21 ℃、24 ℃、27 ℃下匍莖草苔蟲排氨率分別是：0.079 6 μg/(g?h)、0094 6 μg/(g?h)、0.145 μg/(g?h)、0.242 μg/(g?h)、0.302 μg/(g?h)、0.178 μg/(g?h)?？梢钥闯?，溫度與匍莖草苔蟲的關系亦呈一“倒鐘”型曲線。在12～27 ℃之間，隨著溫度的升高，匍莖草苔蟲的排氨率明顯增大。在低溫度時，匍莖草苔蟲的排氨率變化率較小，而在較高溫度時變化趨勢較大。并且在24 ℃左右出現(xiàn)一個最高值。溫度高于24 ℃時其排氨率開始降低。

圖1 匍莖草苔蟲排氨率與溫度的關系

3.2 溫度與鹽度交互作用對匍莖草苔蟲排氨率的影響

圖2 不同溫度下匍莖草苔蟲排氨率

［μg/(g?h）］與鹽度（‰)的關系

圖3 不同鹽度下匍莖草苔蟲排氨率

［μg/(g?h）］與溫度（ ℃）的關系

不同溫度下，鹽度對匍莖草苔蟲排氨率的影響見圖2。鹽度16‰、20‰、24‰、28‰、32‰、36‰、40‰下的6個溫度梯度下匍莖草苔蟲的平均排氨率如圖3。

雙因素方差分析結果表明，相同溫度下，鹽度對匍莖草苔蟲的排氨率的影響差異性顯著（P＜0.05）；同一鹽度下，溫度對匍莖草苔蟲的排氨率的影響同樣顯著（P＜0.05）。將不同鹽度對匍莖草苔蟲的排氨率進行多重比較發(fā)現(xiàn)，在鹽度為32‰時的排氨率最高，16‰時的排氨率最低。

3.3 溫度與pH交互作用對匍莖草苔蟲排氨率的影響

不同溫度下，pH對匍莖草苔蟲排氨率的影響見圖4。pH 5、6、7、8、9、10下的6個溫度梯度下匍莖草苔蟲的平均排氨率如圖5。

圖4 不同溫度下匍莖草苔蟲排氨率與pH的關系

圖5 不同pH下匍莖草苔蟲排氨率與溫度的關系

雙因素方差分析結果表明，pH對匍莖草苔蟲排氨率的影響差異性顯著（P＜0.05），pH與溫度的交互作用對匍莖草苔蟲的排氨率的影響同樣顯著（P＜0.05）。將不同pH對匍莖草苔蟲的排氨率進行多重比較發(fā)現(xiàn)，在pH為8時的排氨率最高，pH為5的排氨率最低。

4 討論

4.1 溫度對匍莖草苔蟲排氨率的影響

海洋變溫動物代謝受很多因素影響，溫度就是其中之一。在正常條件下，一定范圍內，溫度越高生理代謝水平也會越高，所以動物的排氨率必然會隨溫度的升高而增大。比如貝類排泄，溫度變化導致貝類的排氨率現(xiàn)兩種變化趨勢，即一個是在一定溫度范圍內，貝類的排氨率隨著溫度的升高會一直呈上升的趨勢；二是在一定溫度范圍內，貝類的排氨隨著溫度的升高而升高，在達到某最大值后，隨溫度的升高排氨便開始下降。在此試驗中，就是這樣的趨勢變化，即在12～24 ℃范圍內隨溫度的升高匍莖草苔蟲的排氨率增加，在24 ℃達到排氨率的最大值，之后其排氨率又明顯下降。S.Bougrie[10]分析這個現(xiàn)象可能有兩方面原因：一是有的研究在自然條件下進行，而有的研究是在試驗條件下對試驗生物進行了馴化。Widdows[11]也同意這樣的看法，即在不馴化、短期馴化、長期馴化3種條件下，水生生物的一些生理現(xiàn)象會與以往的變化趨勢不同。作者認為溫度的升高會導致生物體內的代謝能力提高，然而，由于生物種類的不同，它們的適溫范圍也各不相同，溫度過高就會導致其代謝的紊亂，代謝水平也會下降，甚至死亡。樊甄姣[12]等（2007）實驗表明，低溫會導致水生生物體液的凍結，引起死亡；溫度過高時，會使體內的一些幫助代謝的蛋白酶失活。

如果是淺海區(qū)域，海水的溫度在各個季節(jié)有很大變化。海水溫度高，匍莖草苔蟲的生物量就會變大，導致海水中的溶解氧反而降低，所以匍莖草苔蟲在高溫海水中的大量附著嚴重影響著養(yǎng)殖網(wǎng)籠內外的水體交換，籠內缺氧從而造成養(yǎng)殖生物缺氧窒息。在北方黃渤海一帶海域，自每年8月中下旬水溫較高時，達到匍莖草苔蟲附著高峰期，對養(yǎng)殖貝類造成極大危害。建議附著高峰期間可將養(yǎng)殖貝類網(wǎng)籠降到10 m以下水層，待附著高峰期過后，再將網(wǎng)籠、網(wǎng)箱恢復到正常水層。

4.2 鹽度對匍莖草苔蟲排氨率的影響

鹽度的變化使動物的活動性和攝食率增強從而代謝強度變大，排氨率也增大。一般認為，動物在最適滲透條件下其基礎代謝最低，但在極端的鹽度條件下，動物因失掉調節(jié)滲透的能力，也會使耗氧率和排氨率降低。

關于鹽度對水生生物排泄的研究很多，由于種類的不同，其影響程度存在一定差異。在貝類中，鹽度在6‰～22‰時，縊蟶耗氧率和排氨率隨鹽度升高逐漸增加，鹽度在22‰～30‰范圍內則呈下降趨勢[13]；菲律賓蛤仔的排泄率在15‰～30‰之間時，隨鹽度升高而下降，并在30‰達到最低[14]；方斑東風螺的排氨率在13‰～28‰時隨鹽度升高而增加，隨后開始降低[15]。棘皮動物中，蝦夷馬糞海膽的排泄率在30‰時最低[16]。貝類屬于滲壓調節(jié)者，它們能夠通過調節(jié)細胞內氨基酸和其他小分子有機物濃度來調整細胞體積。國內外學者對鹽度影響貝類排氨率也做了大量研究[17-20]。Bouxin對Mytilus galloprovincialis 、Davenport等對貽貝、Navarro對C.chorus 的研究結果都可以看出，適宜鹽度范圍內排氨率隨鹽度的升高而增大，但超出這個范圍就會出現(xiàn)下降趨勢[21-23]。

本試驗是通過水溫和鹽度的交互影響來研究匍莖草苔蟲排泄的多少。通過實驗可以看出鹽度、溫度還有鹽度、溫度的交互作用對匍莖草苔蟲排泄影響顯著。在各個溫度水平下，總體上看鹽度對匍莖草苔蟲排氨率的影響趨勢是：在16‰～36‰范圍內，排泄率隨著鹽度的升高而升高，36‰時出現(xiàn)最大值，隨后在36‰～40‰范圍內排氨率下降而且每個溫度水平下排氨率隨鹽度的變化幅度并不相同，低溫下變化幅度較小，高溫變化明顯。此次試驗中鹽度在16‰～36‰范圍內，雖然匍莖草苔蟲的代謝水平隨鹽度的升高而升高，但其中的變化在生理學和生態(tài)學意義上并不相同，鹽度16‰～32‰之間，匍莖草苔蟲排氨率的升高是因為它攝食、同化、生長的加強，標志著代謝質量的提高；鹽度32‰是匍莖草苔蟲的最適鹽度，這一鹽度水平與其自然生活條件類似。而鹽度在32‰～36‰時，排氨率的升高則是因為動物滲透壓升高所消耗的能量變大，所以標志著代謝質量的降低。隨著鹽度的升高，匍莖草苔蟲開始逐漸失去對高鹽調節(jié)滲透的能力，使得代謝水平降低。

4.3 pH對匍莖草苔蟲排氨率的影響

pH的變化影響著水中二氧化碳濃度，改變水中氨氮的化合態(tài)，因此研究排氨率與pH、氨氮的復合關系意義更重大。范得朋[6]等發(fā)現(xiàn)pH對縊蟶的耗氧率影響并不明顯，在pH為6～9時，其排氨率差異明顯，并在pH為8時達到峰值。

本試驗是從溫度和pH交互作用的角度來研究匍莖草苔蟲排氨率的變化。試驗結果顯示出，兩者的交互作用對排氨率均具顯著影響。經(jīng)多重比較發(fā)現(xiàn)，pH在8和9時單位濕重的排氨率差異不顯著，說明pH為8左右應該為其最適的pH。pH為5時，其排氨率極低，作者認為，匍莖草苔蟲屬唇口目，唇口目的體壁為鈣質，在過酸條件下體壁易損傷甚至溶解并導致蟲體死亡，所以在pH過低的環(huán)境下排氨率明顯下降。

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Ammonia excretion rate of Bugula stolonifera

CAO Shan

________________________________________

mao,GAO Xue,YU Zhuo

(Dalian Ocean University, Key Laboratory of Biological resources recovery &Habitat restoration,Liaoning, Dalian 116023)

Abstract：Based on the experimental ecological methods，using hydrostatic system, early Studing of the ammonia excretion rate to Bugula stolonifera in northern China.mainly including Bugula stolonifera in starvation,Effect of temperature ,interaction of temperature and salinity and temperature and pH to its ammonia excretion rate.Not only the prevention of important significance in marine fouling organisms cultured biological hazards,but also provide a basis for the further exploration and development of effective prevention and treatment methods.Specific test results are:

1．Temperature has a very significant impact on the creeping stems of Bugula stolonifera excretion rate in the range of 12～27 ℃, showed a peak change when its ammonia excretion rate reached the highest value at 24 ℃.

2．Interaction of temperature and salinity have a significant

impact on its ammonia excretion rate, at 12～27 ℃ salinity in the range of 16‰～40‰, showed a peak change in salinity 32‰ ammonia excretion rate reached its highest value.

3．Interaction of temperature and pH have an extremely significant impact on its ammonia excretion rate at 12～27 ℃ conditions, pH in the range of 5～10, showed a peak change in pH 8 of its ammonia excretion rate maximum value.

Key words：Bugula stolonifera；temperature；salinity；pH；ammonia excretion rate

（收稿日期：2014-03-03；修回日期：2014-03-06）《河北漁業(yè)》2014年第6