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本文针对几种生态因子对大型溞(Daphnia magna Staus)种群增长和两性生殖的影响进行了研究,主要包括温度、食物浓度、培养体积以及种间竞争对大型溞种群增长,雄体的产生以及休眠卵形成的影响。通过室内培养实验初步探讨大型溞两性生殖的机制,为水域生态学以及水产养殖中持续快速大规模培养枝角类饵料提供理论参考。实验结果如下:
1.实验设置4个温度梯度(15℃、20℃、25℃、30℃)和3个食物浓度(高:5×105cells/ml,中:1×105cells/ml,低:1×104cells/ml)的12个实验组合下,观察并分析大型溞种群动态和两性生殖的变化。实验结果表明:(1)在一定时间内,大型溞种群密度不断增加,呈现达到最大种群密度后种群密度开始下降并逐步趋于稳定的趋势。15℃时最大瞬时增长率(1.36d-1)出现在中食物浓度组,而20℃(1.51 d-1)、25℃(1.39d-1)、30℃(0.69 d-1)下的最大瞬时增长率均出现在高食物浓度组。(2)相同温度下,高食物浓度5×105cells/ml培养下的种群密度明显高于中、低食物浓度。食物浓度与大型溞种群密度之间存在显著的相关性(n=9p<0.01)。(3)相同食物浓度下,随温度升高,大型溞首次抱卵时间缩短、产仔时间提前,且最大种群密度降低(如30℃为261ind./200ml,15℃为591ind./200ml)。(4)在较低温度(15℃、20℃)下出现了较多休眠卵卵鞍,而25℃仅产生一个休眠卵卵鞍,30℃下没有休眠卵卵鞍出现;实验期间,除15℃中食物浓度组外,所有种群实验组均产生雄体。且随种群密度增加,雄体密度也随之增加。雄体密度与种群密度呈显著的相关性(n=9 p<0.05 30℃;n=9 p<0.01 15℃~25℃)。(5)在高食物浓度下,大型溞平均最大种群密度均大于1.0ind./ml,但仅20℃产生休眠卵卵鞍,其余3个温度却没有形成休眠卵卵鞍,暗示大型溞休眠卵的形成受温度、食物浓度和种群密度共同影响的,且较低的温度是大型溞休眠卵形成的主要诱因。在15℃中食物浓度下,没有出现雄体,却产生了50个卵鞍。
2.实验研究了5个培养体积(50ml、100ml、200ml、400ml、1000ml)和2个温度(20℃、25℃)下大型溞(Daphnia magna Straus)种群动态和两性生殖的变化,结果表明:(1)在相同培养体积下,随温度升高,大型溞首次抱卵时间缩短、首次产仔时间提前。在相同温度下,大型溞首次抱卵体长基本随着培养体积的增大而增大。20℃和25℃下,1000ml组大型溞首次抱卵体长分别是2.54±0.02mm,2.71±0.01min。(2)在一定时间内,大型溞通过孤雌生殖,种群密度快速增加。但在较小培养体积下种群增长明显受到限制,20℃和25℃下1000ml培养体积组最大种群密度分别约为50ml组的4倍和13倍。20℃和25℃下1000ml组最大种群密度分别是2152ind./1000ml和3085ind./1000ml。培养体积与大型溞最大种群密度间存在显著相关性(p<0.01,n=15)。(3)所有种群实验组均产生雄体,且雄体密度随种群密度的增加而相应增加。20℃下1000ml组产生的雄体数量明显高于其他培养体积组,最大雄体密度可达36%,且第一次产仔即出现雄性幼溞。(4)20℃和25℃下,1000ml组大型溞累计产生卵鞍分别为814和359个,且均由母溞后代形成。而其他体积组仅产生少量卵鞍或不产卵鞍,且所产卵鞍均由培养时的母溞形成。20℃和25℃下1000ml所产卵鞍的空卵鞍率分别达61.18%和99.16%。 3.在20℃、25℃实验条件下,将大型溞和老年低额溞(Simocephalus vetulus OF Mtiller)按照3:7,5:5,7:3的比例进行混合培养,同时设置同样密度的单独培养组(1ind./50ml)作为对照。实验结果表明,大型溞与老年低额溞的存在种间竞争,其中混合培养时,大型溞对老年低额溞产生明显的压制。(1)20℃、25℃下,单独培养的老年低额溞平均最大种群密度分别为大型溞的1.81倍和2.23倍。但是混合培养中老年低额溞均以很低的密度存在,直至25d左右几乎全部死亡。而混合培养中大型潘种群受到老年低额溞的影响不大。(2)大型溞在20℃和25℃下均有从孤雌生殖转向两性生殖的现象。大型溞在两种温度下,无论单独培养与混合培养条件均出现雄体。单独培养组在20℃下首次产仔即出现雄体,且雄体最高比例可达36.8%。25℃下,混合培养条件雄体最高比例出现在3:7组,达到28.2%。(3)单独培养的大型溞在25℃下并未产生休眠卵,混合培养组共产生46个卵鞍,其中空卵鞍占43.48%。20℃下仅单独培养组产生休眠卵,共产生6个卵鞍其中5个均为空卵鞍,仅1枚卵鞍含有休眠卵。