長(zhǎng)時(shí)間升溫脅迫對(duì)中間球海膽行為、生長(zhǎng)及子代性狀的影響.pdf

1、中間球海膽（Strongylocentrotus intermedius）屬棘皮動(dòng)物門(mén)、海膽綱、正形目、球海膽科。自然生活區(qū)主要分布在潮間帶和淺海區(qū)的巖礁、沙石和礫石等海域。中間球海膽屬冷水性棘皮動(dòng)物，對(duì)溫度變化非常敏感。另外，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，它即是海帶等大型藻類(lèi)的消費(fèi)者，也是多種海洋生物的食物，具有重要的生態(tài)功能。重要的生態(tài)研究?jī)r(jià)值以及強(qiáng)烈的熱敏感性共同決定了中間球海膽是研究海洋溫度變化對(duì)海洋生物影響的理想模式生物。
　　在本

2、研究中，分別將中間球海膽置于正常實(shí)驗(yàn)室水溫條件和長(zhǎng)時(shí)間升溫條件（實(shí)驗(yàn)室水溫基礎(chǔ)上+～3℃）下正常養(yǎng)殖15個(gè)月。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后～31周時(shí)，比較了兩種環(huán)境下中間球海膽在遮蔽行為、掩蔽行為翻轉(zhuǎn)行為的異同；在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后～4個(gè)月和～10個(gè)月時(shí)，分別對(duì)兩組海膽進(jìn)行取樣解剖，比較兩組海膽在不同時(shí)間線上，其適合度相關(guān)性狀的異同；在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后15個(gè)月，分別在兩種溫度條件下進(jìn)行完全正交實(shí)驗(yàn)，研究了子代溫度、交配方案、親本效應(yīng)對(duì)經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間升溫適應(yīng)的中間球海膽的

3、子代幼體卵徑、受精率、孵化率、存活、體尺性狀、畸形率和變態(tài)率的復(fù)合影響。現(xiàn)將主要結(jié)果摘要如下：
　　研究了長(zhǎng)時(shí)間升溫環(huán)境(+～3℃，31周)對(duì)中間球海膽遮蔽、掩蔽和翻轉(zhuǎn)行為的影響。結(jié)果表明，長(zhǎng)時(shí)間升溫對(duì)三種行為活動(dòng)有著不同的影響作用。長(zhǎng)時(shí)間升溫環(huán)境顯著降低了中間球海膽的遮蔽行為，其首次遮蔽時(shí)間較正常水溫組明顯增加，發(fā)生遮蔽行為的海膽個(gè)數(shù)和平均背附貝殼數(shù)較正常水溫組顯著減少。相對(duì)的，長(zhǎng)時(shí)間升溫環(huán)境顯著增強(qiáng)了中間球海膽的掩蔽行為。而中

4、間球海膽的翻轉(zhuǎn)行為在兩水溫組別間無(wú)明顯差異。
　　比較研究了短期升溫環(huán)境(～4個(gè)月)和長(zhǎng)時(shí)間升溫環(huán)境(～10個(gè)月)對(duì)中間球海膽適合度相關(guān)性狀的影響。結(jié)果顯示，長(zhǎng)時(shí)間升溫條件顯著影響了中間球海膽的殼徑、體重和殼重，而短期升溫條件對(duì)這些性狀無(wú)明顯影響。這說(shuō)明海洋溫度升高對(duì)中間球海膽生長(zhǎng)的影響需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的積累才能體現(xiàn)出來(lái)。在短期升溫和長(zhǎng)時(shí)間升溫條件下，中間球海膽的殼高/殼徑均顯著增高。這表明長(zhǎng)期升溫環(huán)境對(duì)中間球海膽的形態(tài)學(xué)塑性產(chǎn)生

5、了顯著影響。中間球海膽的口器性狀在兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)均表現(xiàn)了明顯的穩(wěn)健特征，而中間球海膽的腸組織則對(duì)溫度變化較為敏感。HSP70基因的相對(duì)表達(dá)量是表征生物體抵御升溫環(huán)境的重要生理指標(biāo)。經(jīng)過(guò)10個(gè)月的升溫適應(yīng)后，中間球海膽體內(nèi)的HSP70基因的相對(duì)表達(dá)量顯著升高。中間球海膽的外殼厚度在經(jīng)歷4個(gè)月的升溫適應(yīng)后，其外殼厚度明顯增厚，而在經(jīng)歷10個(gè)月升溫適應(yīng)后，其外殼厚度與正常水溫條件下生長(zhǎng)的中間球海膽相比無(wú)明顯差異，明顯表現(xiàn)出了對(duì)長(zhǎng)時(shí)間升溫的適應(yīng)性

6、特征。
　　研究了子代溫度、交配方案、親本效應(yīng)對(duì)經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間升溫適應(yīng)的中間球海膽的子代幼體卵徑、受精率、孵化率、存活、體尺性狀、畸形率和變態(tài)率的復(fù)合影響。結(jié)果表明，海膽對(duì)海洋溫度升高表現(xiàn)出的復(fù)雜的跨代適應(yīng)特征。中間球海膽子代的受精率、腕長(zhǎng)和變態(tài)率表現(xiàn)出了明顯的跨代適應(yīng)特征，而孵化率和大多數(shù)其他體尺性狀則表現(xiàn)出了消極的滯留效應(yīng)。中間球海膽對(duì)升溫環(huán)境的適應(yīng)體現(xiàn)出了明顯的母本效應(yīng)和父本效應(yīng)，且親本效應(yīng)的影響表現(xiàn)出了明顯的時(shí)空差異性。本研究