厦门海区瘦尾胸刺水蚤卵滞育的生理生态学研究

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瘦尾胸刺水蚤(Centropages tenuiremis Thompsen&Seott,1903)是厦门海区冬春季节的主要优势种,其生活史中一个显著的特点就是在种群数量逐渐减少的5~6月间,雌体会产出表面遍布长刺的滞育卵,以滞育形式度过不利其生长繁殖的夏秋季(7~11月)。本文通过对海区雌体现场产卵情况季节性和昼夜性变化的观察结合海区环境的季节变化,探讨其产卵变化的规律和生态意义;还初步研究了刚产出的滞育卵与正常卵的生化成分差异、呼吸代谢特征、同工酶差异和全蛋白电泳差异。主要研究结果如下: 1.海区环境对卵滞育发生的影响 海区温度和日照时间对卵滞育的发生都分别有明显的影响。以采集雌体时海区的现场温度和日照时间这两个影响滞育发生的最基本因素作为自变量,以卵滞育与否或雌体产滞育卵与否为因变量,建立了瘦尾胸刺水蚤卵滞育(或雌体产滞育卵)的概率预测模型。卵是否滞育:Logit(P)=-41.832+1.422x1(海水温度)+0.509x2(日照时间);雌体是否产滞育卵:Logit(P)=-89.001+6.611x(日照时间)。前者反映的是海区环境对整个厦门海区该种类滞育卵多寡的影响,对于研究本海区该种类的种群动力学有着重要意义;后者反映的是海区环境对该种类雌体产滞育卵的诱导作用,对于研究诱导该种类在本海区滞育的环境因子和生理机制具有重要意义。 2.昼夜产卵量的季节变化 在温度较低的冬春季厦门海区的瘦尾胸刺水蚤雌体趋于夜间产卵,而在温度较高的夏季趋于日间产卵,呈现出季节性昼夜产卵模式。对于正常卵来说,在温度较低的冬春季,卵的孵化时间较长,雌体夜间上移至海水表层在此段时间产卵可延长卵下沉的时间,“补偿”卵孵化所需的时间,也就是说保证其在沉至海底前或在沉至海底后的短时间内即可孵化;在海区温度较高的夏季,卵的孵化时间明显缩短,因此雌体日间在下层海水中产卵并不会影响卵在沉至海底之前孵化。对于滞育卵来说,雌体日间在海区下层水体产卵,可使得滞育卵快速沉至海底,缩短滞育卵在水体中的滞留时间,降低在水层中被摄食的风险,同样也有利于个体的存活和种群的延续。 3.现场产卵率的季节变化瘦尾胸刺水蚤种群在海区出现后(初冬),正常卵的现场平均产卵率先是较高,继而下降,再升高,反复几次波动,最终降至最低点后(初夏),种群从海区消失。瘦尾胸刺水蚤现场产卵率的季节变化模式就是在环境条件适宜的冬春季迅速提高正常卵的产卵率来扩大种群数量,在环境条件发生转变即将不适宜生存的时候开始降低正常卵的产卵率,并逐渐转为产滞育卵以保证种群的延续,避过不利的环境条件。 4.正常卵与滞育卵的生化成分差异瘦尾胸刺水蚤滞育卵的个体干重和各生化成分均大于正常卵;按质量百分比计算,滞育卵的脂类相对含量大于正常卵,糖类含量略低于正常卵,二者的蛋白质含量相当。滞育卵在滞育期间应主要以脂类为其代谢的基础物质,蛋白质也可能参与了维持代谢。正常卵的DNA含量明显高于滞育卵;而滞育卵的RNA含量和RNA/DNA的比值却显著高于正常卵。蛋白质的氨基酸分析表明,组成两种卵蛋白质的氨基酸组分相同,含量虽存在差异,但大体上一致。 5.正常卵与滞育卵的呼吸代谢特征正常卵在发育过程中(孵化前)的平均耗氧率要低于同时段的滞育卵的平均耗氧率。滞育卵在产卵后呼吸代谢的变化规律为:产卵后耗氧率增加,达到最大耗氧率之后再逐渐下降,并长期维持在与最大值相比较低的水平(约为最大值的20%),而这一代谢水平均低于同温度组正常卵的平均耗氧率(约为70%)。实验还发现,对温度变化的最敏感的是处于滞育准备阶段的卵,然后是正常发育的卵,最不敏感的是处于滞育状态的亘日。 6.两种卵的同工酶和全蛋白差异两种卵在MDH、IDDH、SOD和EST四种酶的同工酶谱都显现出了明显的差异,我们得到滞育卵特征酶带有以下几条:MDH6’、IDDH4’、IDDH60、soD97、EsT48、EsT59和EsT6,;正常卵特征酶带有:MDH59、IDDH,o、EsT93。sns一狱GE图谱中滞育卵有10条蛋白质条带与正常卵的迁移率不同,主要分布在分子量为71.52一102.16 KD范围内;产滞育卵的雌体比产正常卵的雌体多了一条分子量为74.26KD的蛋白质条带。这些特殊蛋白条带疑与滞育的发生有关联。
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