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自工业革命以来,人类大量地燃烧化石燃料,产生的CO2排放到大气中,而大气中约1/3的CO2被海洋所吸收。过量溶解的CO2破坏了海水原有的酸碱平衡,导致海水酸度增加,这种现象被称为海洋酸化(Ocean Acidification,OA)。三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)作为我国沿海重要的水产甲壳类动物,具有很高的经济价值和科研价值。本文对海洋酸化对三疣梭子蟹幼体和幼蟹早期生长的影响进行了初步研究,以期为探讨三疣梭子蟹环境适应能力及海洋酸化的后果提供参考。 本研究主要内容包括:⑴酸化实验组Z1成活率有一定的下降,但相对于对照组差异不显著(P>0.05);Z2幼体期,两个酸化组的成活率相对于对照组显著性降低(P<0.05);实验组 Z3、Z4和 M幼体期成活率相对于对照组显著上升(P<0.05)。在 C5期幼蟹长达15天的酸化胁迫实验中,实验组幼蟹成活率显著低于对照组(P<0.05),并且随着酸化程度的加剧,其成活率降低。Z1、Z2期幼体酸化组的蜕壳率均显著低于对照组(P<0.05),而从 Z3至幼蟹期,各期的蜕壳率均显著高于对照组(P<0.05)。酸化对环境适应能力较弱的Z1、Z2期幼体具有致死效应,未等到蜕壳时间,幼体已经死亡。而对于后续发育期的幼体和幼蟹,其适应环境的能力变强,能够在酸化环境中生存一定时间。而酸化海水可能对三疣梭子蟹幼体和幼蟹的甲壳具有一定软化作用,使得达到蜕壳时间的幼体和幼蟹能够较容易的蜕去旧壳,蜕壳率上升。⑵海洋酸化条件下,在 Z1、Z2及 M三个发育阶段,实验组的耗氧率显著高于对照组(P<0.05)。而在 Z3、Z4、C1、C2和 C3,部分发育期酸化实验组相对对照组耗氧率有所提高但均无显著性差异(P>0.05)。在Z1和 Z2两个阶段,实验组的耗氧量较对照组要低,且高酸化程度的OA2组与对照组具有显著性差异(P<0.05)。而在 Z3至 M、C1至 C3,实验组与对照组耗氧量均无显著性差异(P>0.05)。原因可能在于幼蟹相对幼体已经具有较强的维持体内酸碱平衡的能力,可以更好的抵御外界环境变化,因此耗氧也相应减少。在酸化条件下,C1和 C2幼蟹 OA2组窒息点显著性高于对照组,OA1组无显著性差异,而 C3幼蟹实验组窒息点与对照组则无显著性差异。说明海洋酸化降低了三疣梭子蟹幼蟹的低氧耐受性。⑶海洋酸化对幼蟹的运动能力产生较大的影响,在酸化胁迫很短时间内,幼蟹就出现了显著的运动加剧,表现为焦躁反应。在海洋酸化的影响下,三疣梭子蟹幼蟹的趋光性也发生了很大变化。由正常海水环境中极强的趋光性变为酸化海水中较强的避光性,且随着海水酸化程度的加剧,幼蟹的避光性增强。⑷在海洋酸化的影响下,高酸化程度 OA2组三疣梭子蟹幼蟹的甲壳厚度明显变薄。OA1组甲壳的厚度并未发生明显变化。海洋酸化对甲壳表面的微刺排列方式产生明显的影响。与对照组相比,OA1组单个微刺的比例明显增加,多个微刺所占比例显著降低;OA2组单个微刺所占比例进一步增加,多个微刺降低。结果说明海洋酸化可能会导致三疣梭子蟹甲壳结构强度和稳定性的减弱,甚至对敌害生物的防御能力有所减弱。OA1组的甲壳钙元素含量较对照组有所上升,但并未呈现显著性差异; OA1组,钙元素含量没有明显变化。镁元素含量较对照组有所上升,但并未呈现显著性差异。钙镁比没有变化。研究表明钙镁含量及其比例决定了生物钙化的速率,可能由于三疣梭子蟹甲壳钙化的特殊机理,酸化对其钙化影响并不显著。⑸4条与三疣梭子蟹非特异性免疫相关的基因(抗菌肽 Crustin、抗脂多糖因子ALF、Pentraxin样蛋白、C-型凝集素 C-type Lectin)均在海洋酸化条件下出现不同程度的表达下调。通过以上五个方面的研究探讨,我们可以得出如下结论:海洋酸化降低了三疣梭子蟹幼体和幼蟹大部分发育期的成活率,提高了部分发育期的蜕壳率;使三疣梭子蟹幼体和幼蟹部分发育期的耗氧率和窒息点升高,耗氧量降低;使幼蟹的运动加剧,趋光性减弱;使幼蟹甲壳厚度变薄,甲壳表面微刺排列方式趋于简单化,甲壳钙元素含量升高;抑制了三疣梭子蟹幼蟹部分免疫相关基因的表达,破坏其非特异性免疫功能。结论表明海洋酸化对三疣梭子蟹幼体和幼蟹的早期生长具有显著的消极影响。