鹽度對內(nèi)刺盤管蟲受精、孵化及幼蟲存活、變態(tài)的影響

曹善茂，劉瑞成，李校建，郝帥，徐赫

(大連海洋大學(xué)遼寧省省級高校海洋生物資源可持續(xù)利用重點實驗室，遼寧大連116023)

內(nèi)刺盤管蟲Hydroides ezoensis Okuda隸屬于環(huán)節(jié)動物門Annelida、多毛綱Polychaeta、龍介蟲科Serpulidae、盤管蟲屬Hydroides，是中國北方海域的主要污損生物之一，其成蟲終生營固著管棲生活，通常群棲，在中國北方沿海形成明顯的種群優(yōu)勢。內(nèi)刺盤管蟲常附著在扇貝、鮑等生物的貝殼上，以及扇貝養(yǎng)成籠、網(wǎng)盤等養(yǎng)殖用具上，其危害主要體現(xiàn)在海水養(yǎng)殖生產(chǎn)及銷售上。在養(yǎng)殖生產(chǎn)中與養(yǎng)殖動物爭食奪餌，給養(yǎng)殖動物生長發(fā)育帶來嚴(yán)重影響;附著在貝殼上，影響?zhàn)B殖貝類的品質(zhì)，給貝類的銷售造成損失;還附著在船底、碼頭、浮橋、柱樁等物體上，給航運業(yè)帶來不利影響［1］。如何解決內(nèi)刺盤管蟲造成的巨大危害已成為一個急待解決的問題。國內(nèi)外關(guān)于內(nèi)刺盤管蟲的研究已有報道，研究內(nèi)容主要集中在內(nèi)刺盤管蟲的分類、胚胎發(fā)育、生長、發(fā)育、變態(tài)以及附著機(jī)理等［2-7］方面，有關(guān)鹽度對其生命活動的影響則尚未見報道。

鹽度作為一個主要的生態(tài)因子對各種海產(chǎn)生物的生長繁殖有重要的影響，本研究中作者主要探討了在不同鹽度條件下內(nèi)刺盤管蟲的胚胎發(fā)育及幼蟲的生長、變態(tài)，以期為內(nèi)刺盤管蟲的生態(tài)防除提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)于內(nèi)刺盤管蟲生態(tài)學(xué)方面的研究在國內(nèi)尚處于起步階段，國外相關(guān)的資料也很少。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用內(nèi)刺盤管蟲成蟲于2006年3月18日取自大連碧龍海珍品養(yǎng)殖公司鮑養(yǎng)殖網(wǎng)籠中的PCV隔板上，連同隔板一同運到大連市瓦房店沙山育苗場進(jìn)行暫養(yǎng)。PCV隔板一共兩塊，蟲體密度較大(圖1)。取樣時海水溫度為 (4.5～4.6)℃。

1.2 方法

1.2.1 成蟲 將成蟲帶回沙山育苗場后置于水圈中進(jìn)行暫養(yǎng)，海水溫度為4.5℃。經(jīng)過19 d的暫養(yǎng)(3月20日至4月8日)，將每塊PCV隔板從水圈中取出，經(jīng)清洗、去污后平均分割為4塊，置于3個60 L的白塑料桶中進(jìn)行人工性腺促熟。24 h連續(xù)充氣，投喂單胞藻類，以新月菱形藻Nitzschia closterium為主，投餌量保持在30萬個/(mL·d)，每日投喂4次。每日全量換水1次。用控溫電加熱棒升溫，每天0.5℃，達(dá)到19.5℃后保持恒溫。不定期解剖蟲體，觀察精卵的發(fā)育情況。28 d后鏡檢發(fā)現(xiàn)卵呈棕黃色，卵徑達(dá)62～64 μm，卵黃積累較好，開始進(jìn)行試驗。

圖1 內(nèi)刺盤管蟲成蟲Fig.1 Adult Hydroides ezoensis

1.2.2 鹽度梯度的設(shè)置 試驗用海水為沙濾自然海水 (鹽度為32，pH 8.2)，設(shè)定6個鹽度梯度:20、25、30、32、35、40。每個梯度設(shè)置 3個平行，其中鹽度為32的自然海水組作為對照組。高鹽度海水用經(jīng)過燒煮蒸發(fā)濃縮的海水與普通海水調(diào)配而成;低鹽度海水使用蒸餾水與普通海水調(diào)配而成。用成都泰華光學(xué)有限公司生產(chǎn)的手持鹽度折射儀測定鹽度值并進(jìn)行校對。

1.2.3 受精 將一定數(shù)量的性腺發(fā)育成熟的成蟲剝?nèi)ネ鈿ぃ匆欢ù菩郾?(2∶1)分別放于水溫為21.5℃的兩個培養(yǎng)皿中，雌、雄蟲立即排放精卵，隨后進(jìn)行人工授精。將受精卵置于800 mL玻璃燒杯中，密度為25～35個/mL，然后置于塑料水盆中，用控溫電加熱棒進(jìn)行恒溫控制 (21.5℃±0.5℃)。鏡檢發(fā)現(xiàn)受精卵釋放出第一極體時即為受精。

1.2.4 孵化 將人工授精后的成蟲置于一個2 L的燒杯中，密度為102個/mL，用300目篩絹網(wǎng)進(jìn)行洗卵，除去多余的精子，鏡檢發(fā)現(xiàn)大部分受精卵出現(xiàn)二細(xì)胞時，將受精卵移至800 mL玻璃燒杯中，保證各鹽度海水中受精卵的密度為20個/mL左右。鏡檢發(fā)現(xiàn)早期擔(dān)輪幼蟲時即為孵化。

1.2.5 幼蟲 將人工授精后的成蟲置于一個2 L的燒杯中，密度為106個/mL，用300目篩絹網(wǎng)進(jìn)行洗卵。經(jīng)過孵化形成早期擔(dān)輪幼蟲后將幼蟲移至不同鹽度的800 mL玻璃燒杯中，保證各鹽度海水中擔(dān)輪幼蟲的密度在25個/mL左右，并開始投餌，每天投喂3次。擔(dān)輪幼蟲的餌料為鹽藻Dunaliella salina和湛江等鞭金藻Isochrysis zhanjiangensis，密度分別為120萬個/mL和350萬個/mL。起始投餌量為0.5萬個/(mL·d)，隨后每天增加 0.1萬個/(mL·d)，至投喂量為2.5萬個/(mL·d)時不再增加。每天用300目篩絹網(wǎng)過濾出幼蟲后，全量換水1次。24 h連續(xù)充氣，水溫為 (22.5±0.5)℃。每天定時觀察，記錄幼蟲發(fā)育情況，在Olympus顯微鏡下用目微尺測定幼蟲的體長和擔(dān)輪直徑，各樣品隨機(jī)測量幼蟲15～20個，計算最大、最小和平均值。待幼蟲出現(xiàn)三剛節(jié)后及時下附著基(清洗干凈的海灣扇貝殼)。

1.2.6 計算公式

受精率=釋放極體的受精卵數(shù)/總卵數(shù)×100%，

孵化率=擔(dān)輪幼蟲數(shù)/二細(xì)胞數(shù)×100%，

存活率=三剛節(jié)幼蟲數(shù)/擔(dān)輪幼蟲數(shù)×100%，

變態(tài)率=附著幼蟲數(shù)/三剛節(jié)幼蟲數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS 11.5軟件進(jìn)行單因素方差分析 (One-Way ANOVA)和Duncan多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽度對內(nèi)刺盤管蟲受精率的影響

從圖2可見:內(nèi)刺盤管蟲的精卵在不同鹽度的海水中都有較高的受精率，其中鹽度為35的組內(nèi)刺盤管蟲的受精率最高 (96.67%±1.76%)，鹽度為32的對照組受精率次之 (95.57%±1.06%)，鹽度為20的組受精率最差 (82.23%±1.85%)。多重比較結(jié)果表明:鹽度為25、30、32、35的組內(nèi)刺盤管蟲的受精率顯著高于鹽度為20和40的組(P＜0.05)，鹽度為40的組受精率也顯著高于鹽度為20的組 (P＜0.05)，其余組間無顯著性差異(P＞0.05)。內(nèi)刺盤管蟲對高鹽度海水環(huán)境的耐受性較強(qiáng)，而對低鹽度海水環(huán)境的耐受性較弱。內(nèi)刺盤管蟲精卵受精的最適鹽度為30～35，在此鹽度范圍內(nèi)，內(nèi)刺盤管蟲具有很高的受精率。

2.2 鹽度對內(nèi)刺盤管蟲孵化率的影響

從圖2可見:鹽度對內(nèi)刺盤管蟲的孵化率影響較大，其中鹽度為32的對照組孵化率最高(85.68%±1.20%)，鹽度為20的組孵化率最低(62.03%±3.78%)，各鹽度組孵化率的大小依次為鹽度32＞鹽度30＞鹽度35＞鹽度25＞鹽度40＞鹽度20。多重比較結(jié)果表明:鹽度為25、30、32、35的組內(nèi)刺盤管蟲的孵化率顯著高于鹽度為20和40的組 (P＜0.05)，鹽度為40的組孵化率也顯著高于鹽度為20的組 (P＜0.05)，其余組間無顯著性差異 (P＞0.05)。

圖2 不同鹽度下內(nèi)刺盤管蟲的受精率和孵化率Fig.2 The fertility rate and hatching rate of Hydroides ezoensis at different salinities

2.3 鹽度對內(nèi)刺盤管蟲生長及存活的影響

2.3.1 存活 從圖3可見:鹽度對內(nèi)刺盤管蟲的存活影響較大，在試驗鹽度范圍內(nèi)，內(nèi)刺盤管蟲存活率為10.82%～72.14%，存活率在鹽度為25～35時較好，其中鹽度為32的組存活率最高，鹽度為35的組次之，鹽度為40的組最低。多重比較結(jié)果表明:鹽度為25、30、32、35的組內(nèi)刺盤管蟲的存活率顯著高于鹽度為20和40的組 (P＜0.05)，其余組間無顯著性差異 (P＞0.05)。

圖3 不同鹽度下內(nèi)刺盤管蟲的存活率Fig.3 The survival rate of Hydroides ezoensis at different salinities

2.3.2 擔(dān)輪直徑和體長 從圖4可見:在試驗鹽度范圍內(nèi)，各鹽度組幼蟲擔(dān)輪直徑的變化規(guī)律基本上保持一致，呈“弧”型。鹽度為32、35的組幼蟲生長較為理想，鹽度為20、40的組幼蟲生長最差。擔(dān)輪直徑的最高值出現(xiàn)在鹽度為35的組，達(dá)到 (207.58±9.37)μm，其次為鹽度為32的組，擔(dān)輪直徑為 (201.28±11.94)μm。

從圖4可見:在試驗鹽度范圍內(nèi)，幼蟲在試驗前期體長變化量差異不大，而后期差異逐漸明顯。鹽度為32、35的組幼蟲生長較好，幼蟲生長平穩(wěn)且一直保持向上趨勢，其中鹽度為35時幼蟲的生長情況最好，下附著基前最大體長達(dá) (346.29±34.62)μm;鹽度為20、40的組幼蟲前期發(fā)育趨勢較為緩慢，但其生長仍呈增長趨勢，但鹽度為40的組到后期的生長竟出現(xiàn)下降趨勢。原因可能是過高的鹽度導(dǎo)致幼蟲的體細(xì)胞滲透失水，從而造成幼蟲體積減小。10日內(nèi)，鹽度為35的組幼蟲體長日增長量最大 (26.35 μm)，鹽為度32的組日增長量次之 (24.95 μm)，鹽度為40的組日增長量最小 (17.03 μm)。多重比較結(jié)果表明，第10天時鹽度為40的組與其他各組有顯著性差異 (P＜0.05)，其余組間無顯著性差異 (P＞0.05)。

圖4 不同鹽度下內(nèi)刺盤管蟲幼蟲擔(dān)輪直徑和體長隨時間的變化Fig.4 The changes in diameter and body length of Hydroides ezoensis trochophore at different salinities and time

2.3.3 變態(tài) 從圖5可見:鹽度對內(nèi)刺盤管蟲的變態(tài)影響較大，在試驗鹽度范圍內(nèi)，內(nèi)刺盤管蟲的變態(tài)率為9.07%～63.45%，變態(tài)率在鹽度為25～35時較好，其中鹽度為32的組變態(tài)率最大，鹽度為35的組次之，鹽度為40的組最小。多重比較結(jié)果表明:鹽度為25、30、32、35的組內(nèi)刺盤管蟲的變態(tài)率顯著高于鹽度為20和40的組 (P＜0.05)，其余組間無顯著性差異 (P＞0.05)。

圖5 不同鹽度下內(nèi)刺盤管蟲幼蟲的變態(tài)率Fig.5 The metamorphosis rate of Hydroides ezoensis at different salinities

3 討論

3.1 鹽度對內(nèi)刺盤管蟲受精、孵化的影響

內(nèi)刺盤管蟲的孵化是指從受精卵開始一直到卵破膜形成早期擔(dān)輪幼蟲的過程，是其生長的一個重要階段。在這個時期里，內(nèi)刺盤管蟲的受精卵經(jīng)歷了二細(xì)胞、四細(xì)胞、八細(xì)胞、十六細(xì)胞、三十二細(xì)胞、多細(xì)胞、囊胚期、原腸期等多個發(fā)育階段，因此，受精卵孵化率的高低對內(nèi)刺盤管蟲幼蟲的成活具有重要的意義。

鹽度是影響內(nèi)刺盤管蟲受精、孵化的重要因素之一。本研究結(jié)果表明，不同鹽度的海水環(huán)境明顯地影響內(nèi)刺盤管蟲的受精和孵化。內(nèi)刺盤管蟲受精的最適海水鹽度范圍為30～35，最佳受精鹽度為35，這比正常海區(qū)的海水鹽度偏高。

對于內(nèi)刺盤管蟲的孵化率而言，最適鹽度范圍為30～35，最佳孵化鹽度為32。不同鹽度對內(nèi)刺盤管蟲的孵化雖然有較大影響，但各鹽度組仍然具有很高的孵化率。關(guān)于鹽度對水產(chǎn)動物孵化率的影響有很多報道，鄭忠明等［8］、沈偉良等［9］、梁玉波等［10］、陳沖等［11］分別研究了雙齒圍沙蠶、毛蚶、櫛孔扇貝和文蛤在不同鹽度下的孵化率，結(jié)果都表明鹽度對孵化率會產(chǎn)生明顯影響，但能夠使這些動物有較高孵化率的鹽度區(qū)間均沒有內(nèi)刺盤管蟲大。這說明在長期的進(jìn)化過程中，內(nèi)刺盤管蟲形成了對環(huán)境的強(qiáng)大適應(yīng)能力和極強(qiáng)的繁殖能力，這也是內(nèi)刺盤管蟲能成為優(yōu)勢種的原因之一。

3.2 鹽度對內(nèi)刺盤管蟲生長、存活和變態(tài)的影響

廖承義［4］認(rèn)為，內(nèi)刺盤管蟲出現(xiàn)三剛節(jié)后，擔(dān)輪幼蟲便從浮游生活轉(zhuǎn)入底棲生活，幼蟲經(jīng)常匍匐活動，棲息于培養(yǎng)器皿的底部。隨后，幼蟲的口前葉逐漸萎縮，并出現(xiàn)腮絲原基，此時幼蟲經(jīng)常以頭部碰撞培養(yǎng)器皿的底壁，時而又恢復(fù)游泳活動去尋找另處底壁，這是幼蟲附著前的特征。鹽度是影響幼蟲發(fā)育變態(tài)的主要因子之一，鹽度高于或低于某一極限值，幼蟲的生長發(fā)育大大延遲［12-15］。從本試驗的6個鹽度組比較來看，不管從幼蟲的發(fā)育進(jìn)程上還是從個體大小上，內(nèi)刺盤管蟲幼蟲的生長有著十分明顯的差異，特別是在鹽度為20與40的海水環(huán)境中，幼蟲均有比較多的畸形，生長、存活和變態(tài)率均明顯低于其他鹽度組。因此，鹽度對于幼蟲的發(fā)育、生長、變態(tài)是一個關(guān)鍵的生態(tài)因子，幼蟲在適宜的鹽度中才能更好的生長、變態(tài)。Kinne［16］指出，鹽度影響胚胎發(fā)育和幼蟲的浮游期，超過對鹽度的耐受范圍會引起生物體滲透壓的改變，滲透壓的改變不僅會降低動物的代謝速率，同時也會影響代謝過程的效率［13］。同時，Tettelbach等［17］認(rèn)為，海灣扇貝等經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖貝類胚胎發(fā)育的鹽度上、下限分別為30和20，最佳發(fā)育鹽度為25。參照本試驗得出的結(jié)果，在鹽度為20以下、40以上的海水環(huán)境中，內(nèi)刺盤管蟲的受精、孵化、生長及變態(tài)率都不高。

3.3 防除內(nèi)刺盤管蟲的新思路

內(nèi)刺盤管蟲是一種對鹽度適應(yīng)范圍較廣的生物，在鹽度為20～40時都能正常發(fā)育。與文蛤、魁蚶和彩虹明櫻蛤等對鹽度的耐受力特性相一致［11，18-19］，而與對鹽度適應(yīng)范圍較窄的菲律賓蛤仔［20］、紫石房蛤［19］完全不同。這種廣鹽性的特性，為對其防除造成了相當(dāng)大的困難。

何義朝等［21］認(rèn)為，生物對環(huán)境因素的反應(yīng)能力取決于個體生理學(xué)的可塑性，如作用因素的量變幅度以及作用因素影響的快慢和時間等。作用因素的量變平緩，有助于生物逐漸適應(yīng)變化的環(huán)境，擴(kuò)大對作用因素的忍受范圍，并在臨界條件下存活［22］。反之，作用因素的量變幅度大，則會導(dǎo)致生物的生長、發(fā)育受阻或停滯，甚至死亡［23］。因此，內(nèi)刺盤管蟲雖對鹽度適應(yīng)性強(qiáng)，但是擴(kuò)大鹽度的變化幅度，也必會對其生長發(fā)育造成影響。這也為對內(nèi)刺盤管蟲的防除提供了一種新思路。

［1］呂振明.海水養(yǎng)殖網(wǎng)具污損生物的防除技術(shù)［J］.中國水產(chǎn)，2002(7):67-68.

［2］楊德漸，孫瑞平.中國近海多毛類［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1988.

［3］張彥敏，王琦.內(nèi)刺盤管蟲的性腺發(fā)育與生殖周期［J］.水產(chǎn)科學(xué)，1996，15(6):13-15.

［4］廖承義.內(nèi)刺盤管蟲的發(fā)育及其幼蟲的附著［J］.山東海洋學(xué)院學(xué)報，1981，11(3):39-51.

［5］Okamoto K，Watanabe A，Sakata K，et al.Chemical signals involved in larval metamorphosis in Hydroides ezoensis(Serpulidae:Polyehaeta):Part I:Induction of larval metamorphosis by extract of adult tube clumps［J］.J Mar Biotechnol，1998，6(1):7-10.

［6］曹善茂，徐赫，劉康.4種重金屬離子對內(nèi)刺盤管蟲擔(dān)輪幼蟲的急性毒性［J］.大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，2008，23(1):73-76.

［7］曹善茂，徐赫，劉鵬亮，等.不同溫度對內(nèi)刺盤管蟲幼蟲生長發(fā)育及變態(tài)的影響［J］.大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，2009，24(6):531-535.

［8］鄭忠明，顧小英 蔣敏霞，等.若干生態(tài)因子對雙齒圍沙蠶生長發(fā)育的影響［J］.浙江海洋學(xué)院學(xué)報，2000，19(4):378-380.

［9］沈偉良，尤仲杰，施祥元.溫度與鹽度對毛蚶受精卵孵化及幼蟲生長的影響［J］.海洋科學(xué)，2009，33(10):5-8.

［10］梁玉波，張福綏.溫度、鹽度對櫛孔扇貝(Chlamys farreri)胚胎和幼蟲的影響［J］.海洋與湖沼，2008，39(4):334-340.

［11］陳沖，王志松.鹽度對文蛤孵化及幼體存活和生長的影響［J］.海洋科學(xué)，1999，23(3):16-18.

［12］林筆水.溫度和鹽度對縊蟶浮游幼蟲發(fā)育的影響［J］.生態(tài)學(xué)報，1984(4):385-392.

［13］Davis H C.Survival and growth of clam and oyster larvae at different salinities［J］.Biol Bull，1958，114:297-307.

［14］Davis H C，Ansell A D.Survival and growth of larvae of European oyster，O.edulis，at lowered salinities［J］.Biol Bull Woods Hole，1962，122:33-99.

［15］Scheltema R S.The relationship of salinity to larval survival and development in Nassarius obsoletus［J］.Biol Bull Mar Sci，1965，39:362-375.

［16］Kinne O.Cultue of the bay scallop，Argopecten irradians Laroarck，in Virginia［J］.Mar Fish Rev，1985，37:19-24.

［17］Tettelbach S T，Rhodes E W.Combined effects of temperature and salinity on embryos and larvae of the Argopecten irradians irradians［J］.Mar Biol，1981，63(3):294-256.

［18］邱顯寅，郭學(xué)武.魁蚶工廠化育苗技術(shù)［J］.海洋水產(chǎn)研究，1994，15(S1):71-78.

［19］謝忠明.海水經(jīng)濟(jì)貝類養(yǎng)殖技術(shù)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003:116-248.

［20］王軍，王志松.鹽度對菲律賓蛤仔浮游幼體存活和生長的影響［J］.水產(chǎn)科學(xué)，2003，22(2):12-13.

［21］何義朝，張福綏.鹽度對海灣扇貝不同發(fā)育階段的影響［J］.海洋與湖沼，1990，21(3):197-204.

［22］劉海映，王冬雪，姜玉聲，等.鹽度對口蝦蛄假溞狀幼體存活和攝食的影響［J］.大連海洋大學(xué)學(xué)報，2012，27(4):311-314.

［23］楊為東，郭玲玲，趙文，等.pH、鹽度和不同餌料對咖啡金黃水母幼體生長與存活的影響［J］.大連海洋大學(xué)學(xué)報，2011，26(3):223-226.