長時間升溫脅迫對中間球海膽行為、生長及子代性狀的影響.pdf

1、中間球海膽（Strongylocentrotus intermedius）屬棘皮動物門、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物，對溫度變化非常敏感。另外，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，它即是海帶等大型藻類的消費者，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)研究價值以及強(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驗室水溫條件和長時間升溫條件（實驗室水溫基礎(chǔ)上+～3℃）下正常養(yǎng)殖15個月。在實驗開始后～31周時，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；在實驗開始后～4個月和～10個月時，分別對兩組海膽進(jìn)行取樣解剖，比較兩組海膽在不同時間線上，其適合度相關(guān)性狀的異同；在實驗開始后15個月，分別在兩種溫度條件下進(jìn)行完全正交實驗，研究了子代溫度、交配方案、親本效應(yīng)對經(jīng)歷長時間升溫適應(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：
　　研究了長時間升溫環(huán)境(+～3℃，31周)對中間球海膽遮蔽、掩蔽和翻轉(zhuǎn)行為的影響。結(jié)果表明，長時間升溫對三種行為活動有著不同的影響作用。長時間升溫環(huán)境顯著降低了中間球海膽的遮蔽行為，其首次遮蔽時間較正常水溫組明顯增加，發(fā)生遮蔽行為的海膽個數(shù)和平均背附貝殼數(shù)較正常水溫組顯著減少。相對的，長時間升溫環(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明顯差異。
　　比較研究了短期升溫環(huán)境(～4個月)和長時間升溫環(huán)境(～10個月)對中間球海膽適合度相關(guān)性狀的影響。結(jié)果顯示，長時間升溫條件顯著影響了中間球海膽的殼徑、體重和殼重，而短期升溫條件對這些性狀無明顯影響。這說明海洋溫度升高對中間球海膽生長的影響需要經(jīng)過較長時間的積累才能體現(xiàn)出來。在短期升溫和長時間升溫條件下，中間球海膽的殼高/殼徑均顯著增高。這表明長期升溫環(huán)境對中間球海膽的形態(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時間節(jié)點均表現(xiàn)了明顯的穩(wěn)健特征，而中間球海膽的腸組織則對溫度變化較為敏感。HSP70基因的相對表達(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10個月的升溫適應(yīng)后，中間球海膽體內(nèi)的HSP70基因的相對表達(dá)量顯著升高。中間球海膽的外殼厚度在經(jīng)歷4個月的升溫適應(yīng)后，其外殼厚度明顯增厚，而在經(jīng)歷10個月升溫適應(yīng)后，其外殼厚度與正常水溫條件下生長的中間球海膽相比無明顯差異，明顯表現(xiàn)出了對長時間升溫的適應(yīng)性

6、特征。
　　研究了子代溫度、交配方案、親本效應(yīng)對經(jīng)歷長時間升溫適應(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)出了明顯的時空差異性。本研究