劉芯瑜，劉思萌，賈馨元，李有亨，趙世達(dá)，楊金釗，劉 言

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000)

1 引言

水螅是腔腸動(dòng)物門的代表動(dòng)物，是動(dòng)物學(xué)教學(xué)和科研不可缺少的試驗(yàn)材料，也是探索發(fā)育機(jī)理常用的試驗(yàn)材料之一，水螅在教學(xué)中也是良好的試驗(yàn)材料，所以養(yǎng)好水螅對(duì)教學(xué)和科研十分重要。在水螅生存環(huán)境的各種生態(tài)因子中，水環(huán)境即培養(yǎng)液是一個(gè)非常重要的生態(tài)因子，它直接或間接的影響著水螅的生長(zhǎng)，因此通過在不同培養(yǎng)液中培養(yǎng)水螅來(lái)探究最適合水螅生長(zhǎng)的培養(yǎng)液種類。

近年來(lái)在一些學(xué)者對(duì)水螅生活習(xí)性、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理學(xué)等方面的研究結(jié)果中表明水螅在環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中冀元棠等學(xué)者通過用水螅再生檢測(cè)飲水氯化消毒副產(chǎn)物和香煙煙霧的致畸性發(fā)現(xiàn)水螅是快速檢測(cè)化學(xué)物的致畸性的良好試驗(yàn)材料。陳欽耀等學(xué)者應(yīng)用水螅細(xì)胞重聚體對(duì)兩種食品添加劑安全性進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)水螅細(xì)胞重聚體是檢測(cè)食品添加劑安全性的材料。范學(xué)銘研究發(fā)現(xiàn)水螅發(fā)生有性生殖有一定的規(guī)律性，可分為低溫發(fā)生型、高溫發(fā)生型、溫度綜合發(fā)生型。曾雪等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)溫度在11～27 ℃之間進(jìn)行變化，照度100 lx，每天光照8 h，同時(shí)食物減半的情況下對(duì)水螅進(jìn)行培養(yǎng)試驗(yàn)，水螅出現(xiàn)了有性生殖。方小龍等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)鹵蟲幼體喂食水螅的培養(yǎng)方法具有明顯優(yōu)勢(shì)。吳程琛等學(xué)者發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)液中礦泉水的安全性最高，可以直接用于水螅的培養(yǎng)、再生等試驗(yàn)，人工配制的礦物質(zhì)水不宜作為水螅的試驗(yàn)用水。陳磊磊等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)水螅內(nèi)胚層皮肌細(xì)胞內(nèi)共生有單細(xì)胞真核綠藻，其在研究動(dòng)物細(xì)胞-綠藻共生系統(tǒng)的起源、共生機(jī)制及共生體內(nèi)共生綠藻和宿主間共生關(guān)系等方面具有較高的科研價(jià)值。

由單只水螅個(gè)體建立的單克隆無(wú)性繁殖系，在7種培養(yǎng)液(農(nóng)夫山泉包裝飲用水包裝飲用水、純凈水、超純水、涼白開包裝飲用水包裝飲用水、蘇打水、白開水、自來(lái)水)中恒溫培養(yǎng)，記錄并觀察不同培養(yǎng)液中水螅生長(zhǎng)和再生的情況。探究不同培養(yǎng)液對(duì)水螅生長(zhǎng)和再生的影響。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料與儀器

2.1.1 試驗(yàn)材料

由單個(gè)水螅繁殖成為單克隆體系，從單克隆體系中挑選無(wú)芽、健壯的個(gè)體。

2.1.2 試驗(yàn)儀器

恒溫培養(yǎng)箱、90 mm滅菌帶蓋培養(yǎng)皿若干、燒杯、量筒、膠頭滴管等。

2.1.3 飼料

豐年蝦苗。

2.1.4 培養(yǎng)液

7種不同的培養(yǎng)液，分別為農(nóng)夫山泉包裝飲用水礦泉水、涼白開包裝飲用水礦泉水、純凈水、超純水、蘇打水、白開水、自來(lái)水(表1)。

表1 7種不同培養(yǎng)液

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅生長(zhǎng)的影響

設(shè)立7種不同培養(yǎng)液的培養(yǎng)組，每組培養(yǎng)液下再設(shè)3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)組。在水螅單克隆無(wú)性繁殖系中挑取105只體長(zhǎng)約1 cm的無(wú)芽健壯水螅個(gè)體用于試驗(yàn)。每個(gè)重復(fù)試驗(yàn)組中初始5只水螅個(gè)體，置于90 mm培養(yǎng)皿中，每皿加固定量培養(yǎng)液40 mL。每日定時(shí)飼喂水螅一次，飽食0.5 h后更換培養(yǎng)液并記錄水螅個(gè)體數(shù)及芽體數(shù)。每天定時(shí)光照8 h，25 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)。試驗(yàn)天數(shù)為20 d。

2.2.2 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅再生的影響

將水螅每天飼以豐年蝦苗。試驗(yàn)24 h前停止喂食，將水螅橫切為2段，取其身體置于培養(yǎng)皿中，每皿加固定量培養(yǎng)液40 mL，每種培養(yǎng)液3皿，每個(gè)培養(yǎng)皿5條水螅。試驗(yàn)期間不喂食，25 ℃的條件下恒溫培養(yǎng)。在48 h后觀察和記錄水螅的再生情況，結(jié)果見表2。

表2 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅生長(zhǎng)的影響(個(gè)體的情況)

2.3 數(shù)據(jù)處理方法

應(yīng)用Origin2019軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅生長(zhǎng)的影響

不同培養(yǎng)液對(duì)水螅種群數(shù)量的影響見圖1。

圖1 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅種群數(shù)量的影響

(1)根據(jù)圖1得知，整體看來(lái)水螅在以上7種水中均有生長(zhǎng)和出芽生殖；在試驗(yàn)的初始階段(1～5 d)，水螅生長(zhǎng)速度較為緩慢甚至不生長(zhǎng)；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的中后期(6～20 d)，水螅生長(zhǎng)速度較快。在自來(lái)水、白開水、農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的生長(zhǎng)速度較涼白開包裝飲用水、純凈水、超純水相比較快。

(2)根據(jù)圖1、表2得知，自來(lái)水中的水螅在試驗(yàn)初期(1～5 d)生長(zhǎng)速度較慢、甚至不生長(zhǎng)，水螅數(shù)量幾乎保持不變；試驗(yàn)中期(6～17 d)生長(zhǎng)速度較快。試驗(yàn)后期(18～20 d)水螅生長(zhǎng)速度與中期相比較慢，整體出現(xiàn)“S”型生長(zhǎng)曲線。自來(lái)水中的水螅個(gè)體較大、顏色較深、進(jìn)食量較多。與其他培養(yǎng)液相比，生長(zhǎng)速度最快，個(gè)體數(shù)最多。

(3)根據(jù)圖1、表2得知，白開水中的水螅在試驗(yàn)初期(1～5 d)生長(zhǎng)速度較慢、甚至不生長(zhǎng)，水螅數(shù)量幾乎保持不變；試驗(yàn)中期(6～17 d)生長(zhǎng)速度較快，生長(zhǎng)速度超過農(nóng)夫山泉包裝飲用水。試驗(yàn)后期(18～20 d)水螅生長(zhǎng)速度與中期相比較慢，整體出現(xiàn)“S”型生長(zhǎng)曲線。白開水中的水螅個(gè)體較大、顏色較深、進(jìn)食量較多。除自來(lái)水外，白開水中的水螅生長(zhǎng)速度較快，個(gè)體數(shù)較多。

(4)根據(jù)圖1、表2得知，農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的水螅在試驗(yàn)初期(1～5 d)生長(zhǎng)速度較慢、甚至不生長(zhǎng)，水螅數(shù)量幾乎保持不變；試驗(yàn)中后期(6～20 d)生長(zhǎng)速度較快。農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的水螅個(gè)體較大、顏色較深、進(jìn)食量較多。水螅生長(zhǎng)速度較快，個(gè)體數(shù)較多。

(5)根據(jù)圖1、表2得知，涼白開包裝飲用水中的水螅在試驗(yàn)初期(1～5 d)生長(zhǎng)速度較慢、甚至不生長(zhǎng)，水螅數(shù)量幾乎保持不變；試驗(yàn)中后期(6～20 d)水螅開始生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)速度較為緩慢。與蘇打水、超純水、純凈水中的水螅相比數(shù)量較多、個(gè)體適中、顏色較深、進(jìn)食量適中。

(6)根據(jù)圖1、表2得知，純凈水、超純水中的水螅在試驗(yàn)前中期(1～12 d)幾乎不生長(zhǎng)，水螅數(shù)量幾乎保持不變；試驗(yàn)后期(13～20 d)水螅開始生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)速度極其緩慢，幾乎處于不生長(zhǎng)狀態(tài)。純凈水、超純水中的水螅與前幾種培養(yǎng)液中的水螅相比數(shù)量極少、個(gè)體較小、顏色較淺、進(jìn)食量較少。

(7)根據(jù)圖1、表2得知，蘇打水中的水螅在試驗(yàn)前3 d逐漸解體死亡。蘇打水中的水螅個(gè)體極小、顏色極少、不進(jìn)食。

(8)根據(jù)圖2、3得知，水螅在農(nóng)夫山泉包裝飲用水、純凈水、自來(lái)水、白開水、涼白開包裝飲用水中均有出芽；在試驗(yàn)的初始階段(1～5 d)，水螅出芽數(shù)量較少，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的中后期(6～20 d)水螅出芽數(shù)量較多，在白開水、自來(lái)水、農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的出芽數(shù)量較涼白開包裝飲用水、超純水、純凈水、蘇打水相比較多。

(9)根據(jù)圖2、3得知，自來(lái)水中的水螅在試驗(yàn)的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數(shù)較少；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的中期(6～15 d)水螅出芽數(shù)較多；在試驗(yàn)的后期(16～20 d)水螅出芽數(shù)與中期相比相對(duì)減少。在自來(lái)水中，水螅的出芽數(shù)基本呈正態(tài)分布。

(10)根據(jù)圖2、3得知，白開水中的水螅在試驗(yàn)的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數(shù)較少；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的中期(6～15 d)水螅出芽數(shù)較多，與自來(lái)水中的水螅出芽數(shù)相比較少；在試驗(yàn)的后期(16～20 d)水螅出芽數(shù)與中期相比相對(duì)減少。在白開水中，水螅的出芽數(shù)基本呈正態(tài)分布。

(11)根據(jù)圖2、3得知，農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的水螅在試驗(yàn)的初始階段(1～5 d)水螅的出芽數(shù)較少；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的中后期(6～20 d)水螅出芽數(shù)較多，與白開水、自來(lái)水中的水螅出芽數(shù)相比較少。

(12)根據(jù)圖2、3得知，涼白開包裝飲用水中的水螅出芽數(shù)量在整個(gè)試驗(yàn)階段(1～20 d)內(nèi)，出芽數(shù)較少，整體出芽數(shù)基本相同。

(13)根據(jù)圖2、3得知，純凈水中的水螅在試驗(yàn)的前中階段(1～14 d)水螅的出芽數(shù)較少；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)的后期(15～20 d)水螅出芽數(shù)與前中期相比較多，但與自來(lái)水、白開水、農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的水螅出芽數(shù)相比較少。

(14)根據(jù)圖2、3得知，蒸餾水中的水螅在整個(gè)試驗(yàn)階段(1～20 d)中，僅有兩天有略微出芽，幾乎不出芽。

(15)根據(jù)圖2、3得知，蘇打水中的水螅在整個(gè)試驗(yàn)階段(1～20 d)沒有出芽現(xiàn)象。

圖2 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅芽體個(gè)數(shù)影響柱狀圖

圖3 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅芽體個(gè)數(shù)影響曲線圖

3.2 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅再生的影響

(1)根據(jù)表3得知，農(nóng)夫山泉包裝飲用水中的水螅，大部分在48h內(nèi)正常生長(zhǎng)或再生，只有少部分水螅完全解體或局部解體。

(2)根據(jù)表3得知，純凈水和涼白開包裝飲用水中的水螅，大部分在48 h內(nèi)全部解體，一部分水螅在48 h內(nèi)局部解體，只有極少的水螅能夠在48 h內(nèi)正常生長(zhǎng)或再生。

(3)根據(jù)表3得知，超純水和蘇打水中的水螅在48 h內(nèi)全部完全解體。

(4)根據(jù)表3得知，自來(lái)水和白開水中的水螅，大部分在48 h內(nèi)能正常生長(zhǎng)或再生，一少部分在48 h內(nèi)完全解體或局部解體。

表3 不同培養(yǎng)液對(duì)水螅再生的影響(水螅再生情況)

4 討論

(1)在試驗(yàn)的初始階段，水螅對(duì)不同的培養(yǎng)液較不適應(yīng)，生長(zhǎng)速度較為緩慢，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，水螅適應(yīng)自己所生存的培養(yǎng)液環(huán)境，且暴曬過的自來(lái)水水中含有較多的氧氣，所以水螅中期階段在自來(lái)水中生長(zhǎng)速度與其他6種培養(yǎng)液相比較快。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在試驗(yàn)后期，自來(lái)水、白開水中的水螅數(shù)量較多，種群密度較大，所以在后期自來(lái)水、白開水中的水螅生長(zhǎng)速度與試驗(yàn)中期相比較慢，符合種群增長(zhǎng)的“s”型曲線；自來(lái)水、白開水中的水螅在后期出芽數(shù)量較少，符合正態(tài)分布。

(2)暴曬的自來(lái)水，即將自來(lái)水放在容器中越1周左右，去除氯氣，并含有較多的氧氣，也稱養(yǎng)水；自來(lái)水與水螅生長(zhǎng)的自然環(huán)境相類似。將水螅放入其中水?？梢愿玫厣L(zhǎng)，如果定期每天喂食并換水，并在合適的溫度下培養(yǎng)，水?？梢愿玫厣L(zhǎng)和再生。

(3)白開水，即將自來(lái)水煮沸后冷卻24 h，與水螅生長(zhǎng)的自然環(huán)境相類似，并且煮沸后的水中較多細(xì)菌被高溫消滅，較適合水螅的生長(zhǎng)和再生。但是白開水即煮沸后晾涼的自來(lái)水缺少氧氣，所以與暴曬后的自來(lái)水中的水螅相比較，白開水中的水螅生長(zhǎng)速度較為緩慢。

(4)農(nóng)夫山泉包裝飲用水中含有較多的天然礦物質(zhì)和微量元素，對(duì)水螅的生長(zhǎng)和再生是有利的，但是農(nóng)夫山泉包裝飲用水屬于殺菌過濾水，其中的氧氣含量較少，所以水螅的生長(zhǎng)速度較自來(lái)水、白開水相比較緩慢。

(5)涼白開包裝飲用水屬于加工后的灌裝白開水，其中不含有礦物質(zhì)、微量元素，而且涼白開包裝飲用水中的氧氣含量極少，所以水螅在涼白開包裝飲用水中的生長(zhǎng)速度較為緩慢，涼白開包裝飲用水不適合水螅的生長(zhǎng)和再生。

(6)超純水作為試驗(yàn)室用水，不宜單獨(dú)作為培養(yǎng)水生生物用水，超純水、純凈水不含礦物質(zhì)、有機(jī)物，氧氣含量較少，水螅因其細(xì)胞發(fā)生反滲作用，致水螅個(gè)體吸水解體死亡。所以純凈水、超純水不適合培養(yǎng)水螅，不適合水螅的生長(zhǎng)和再生。

(7)蘇打水中含有較多的二氧化碳，蘇打水中的水螅數(shù)量逐漸減少，在試驗(yàn)的第3 d，蘇打水中的水螅全部解體死亡。所以蘇打水不適合水螅的生長(zhǎng)和再生，甚至?xí)?dǎo)致水螅解體死亡。

(8)試驗(yàn)中，白開水、自來(lái)水中的水螅數(shù)量較多，農(nóng)夫山泉包裝飲用水、涼白開包裝飲用水中的水螅與自來(lái)水、白開水相比數(shù)量較少，超純水、純凈水中的水螅幾乎不生長(zhǎng)。蘇打水中的水螅逐漸解體死亡。所以在試驗(yàn)室培養(yǎng)水螅、使水螅生長(zhǎng)和再生的最適培養(yǎng)液為自來(lái)水和白開水，其次是農(nóng)夫山泉包裝飲用水和涼白開包裝飲用水，不能用于水螅生長(zhǎng)和再生的是蘇打水、純凈水、超純水。