柄海鞘的生理能量學(xué)及對重金屬的富集作用.pdf

1、本研究采用室內(nèi)靜水培養(yǎng)系統(tǒng)，從生理生態(tài)學(xué)的角度對柄海鞘的攝食、代謝及能量收支進(jìn)行了研究，建立了不同溫度下柄海鞘的能量收支方程。應(yīng)用半靜態(tài)雙箱式生物富集動力學(xué)模型，在室內(nèi)研究了柄海鞘對Cd<'2+>、pb<'2+>、Cu<'2+>、Zn<'2+>四種金屬離子的生物富集作用，通過非線性擬合得到了相應(yīng)的生物富集動力學(xué)參數(shù)。同時考察了四種重金屬離子對柄海鞘代謝的影響，并探討了柄海鞘及其代謝指標(biāo)作為近海海域重金屬污染指示物種和指標(biāo)的可行性。

2、 柄海鞘代謝的研究結(jié)果表明：同一溫度下，柄海鞘的各項代謝指標(biāo)(耗氧率、排氨率、清濾率、攝食率和攝食強(qiáng)度)與體重的關(guān)系均可用冪函數(shù)R=aW<'b>表示；不同溫度下同一規(guī)格柄海鞘的耗氧率隨溫度升高而增加，而排氨率、清濾率、攝食率、吸收率和攝食強(qiáng)度則在20～24℃出現(xiàn)峰值。 柄海鞘的食物選擇性研究表明，柄海鞘對較大規(guī)格的餌料藻(6μm左右)具有較強(qiáng)的選擇性。當(dāng)餌料藻濃度較低時，柄海鞘的攝食率和清濾率隨餌料濃度增大呈冪函數(shù)增長，至10

3、 mg POM·L<'-1>時達(dá)到最大值。在2.11～20.12：mg POM·L<'-1>的餌料濃度范圍內(nèi)，二項式R=aC<'2>+bC+c可用來表示清濾率及攝食率隨溫度的變化。 對柄海鞘的能量收支進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)同一規(guī)格柄海鞘的日常代謝明顯高于標(biāo)準(zhǔn)代謝，耗氧率平均增加16.7～34.9％，排氨率增加34.0～61.9％。攝食能、吸收能、代謝能、排泄能和排糞能均隨體重的增加而增加。實驗溫度范圍內(nèi)(12～28℃)，柄海鞘的代謝能隨

4、著溫度的增加而逐漸增加，攝食能、吸收能、排泄能和排糞能則在20～24℃出現(xiàn)峰值。能量收支中，排泄能占3.8～9.4％，排糞能占27～54％，代謝能占10～78％；各種能量組分所占的比例隨溫度變化較大。 柄海鞘對重金屬具有一定的富集作用，其中對Cd<'2+>的富集作用明顯高于pb<'2+>、Zn<'2+>，而對Cu<'2+>的富集作用很小。對四種離子的富集吸收速率常數(shù)k<,1>和富集系數(shù)BCF均隨外部水體中金屬離子濃度的增大而減小

5、。富集平衡時，海鞘體內(nèi)的金屬含量(C<,Amax>)與外部水體中金屬離子的濃度基本成正相關(guān)。柄海鞘不同器官中的金屬濃度依次為：生殖腺>消化腺>其他部分>外背囊。重金屬在柄海鞘體內(nèi)的生物學(xué)半衰期(B<,1/2>)為10～24d。 柄海鞘富集金屬的同時，這些金屬離子也對柄海鞘的代謝產(chǎn)生了一定的影響，其中實驗濃度的Cd<'2+>、Pb<'2+>、Zn<'2+>均會使柄海鞘的耗氧率降低，0.1mg/L的Cu<'2+>對柄海鞘的呼吸代謝有

6、一定的促進(jìn)作用，高于0.5mg/L則抑制柄海鞘的呼吸代謝。低濃度的Ca<'2+>(0.01mg/L)、Cu<'2+>(0.1mg/L)、Zn<'2+>(0.1mg/L)和Pn<'2+>(0.01mg/L)可促進(jìn)柄海鞘的氮排泄，而高濃度下則使柄海鞘的排氨率降低。Cd<'2+>對柄海鞘的清濾率表現(xiàn)出濃度相關(guān)的抑制作用；Zn<'2+>則表現(xiàn)出濃度相關(guān)的促進(jìn)作用；0.1、0.5和1mg/L的Cu<'2+>及0.01和0.05mg/L的Pb<'2

7、+>可以提高柄海鞘的清濾率，而2mg/L的Cu<'2+>和0.2mg/L的Pb<'2+>則會抑制柄海鞘的濾水作用。四種金屬離子對柄海鞘的氧氮比均表現(xiàn)出濃度相關(guān)的抑制作用。同時，四種金屬離子也會影響到柄海鞘體內(nèi)的幾種代謝酶的活力。四種金屬離子對柄海鞘的堿性磷酸酶和Na<'+>-K<'+>-ATP酶活力均有濃度相關(guān)的抑制作用。柄海鞘暴露于Cd<'2+>和Pb<'2+>溶液后，SOD活力均表現(xiàn)出先降低后回升的趨勢；低濃度的Cu<'2+>和Zn