十溴聯(lián)苯醚(BDE-209)脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)(Brachionus plicatilis)攝食與選食的影響*

陳紅梅 唐學(xué)璽 房 寬 王 悠

(中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院 青島 266003)

多溴聯(lián)苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作為溴化阻燃劑被廣泛應(yīng)用于多種消費(fèi)產(chǎn)品中(Talsness, 2008)。它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, 親脂性較高,可在生物體內(nèi)蓄積放大并隨食物鏈傳遞而產(chǎn)生生物毒性效應(yīng), 是一類具有高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性的新型持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants, POPs)(Tanabe, 2004)。近年來(lái), PBDEs陸續(xù)在海水、海洋沉積物和海洋生物體等各種介質(zhì)中被檢出且呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)(孟范平等, 2009), 且在深海與兩極的海洋環(huán)境中也發(fā)現(xiàn)有PBDEs的分布。PBDEs對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的潛在威脅引起人們的高度重視。有關(guān) PBDEs對(duì)海洋生物的毒性效應(yīng)已有較多的研究, 主要集中于哺乳動(dòng)物或脊椎動(dòng)物如魚(yú)類的研究中, 發(fā)現(xiàn)其具有明顯的生殖毒性、發(fā)育毒性以及內(nèi)分泌干擾毒性(Chen et al, 2012; McClain et al, 2012), 對(duì)低等海洋浮游生物的研究較少。海洋浮游動(dòng)物是影響海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)鍵生物類群, 而攝食作用能直接影響浮游動(dòng)物的種群動(dòng)態(tài)變化; 且有研究表明海洋浮游動(dòng)物是 PBDEs進(jìn)入海洋生態(tài)環(huán)境的起點(diǎn)(Chiuchiolo et al, 2004), 因此研究PBDEs對(duì)海洋浮游動(dòng)物攝食行為的影響對(duì)闡明 PBDEs的海洋生態(tài)學(xué)效應(yīng)具有重要意義。

海洋浮游動(dòng)物褶皺臂尾輪蟲(chóng)(Branchionus plicatilis)是我國(guó)沿海浮游動(dòng)物的廣布種, 常被用作環(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)毒理學(xué)研究的受試生物(Suatoni et al,2006)。本實(shí)驗(yàn)室前期的研究結(jié)果表明, 褶皺臂尾輪蟲(chóng)幼蟲(chóng)對(duì)餌料微藻具有明顯的攝食選擇性(房寬等,2013)。但是外源污染物是否會(huì)影響其攝食行為, 改變其攝食選擇性尚不清楚。因此, 本研究開(kāi)展高溴代多溴聯(lián)苯醚——十溴聯(lián)苯醚(BDE-209)脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食與選食行為的影響, 以期為闡明 BDE-209的海洋生態(tài)學(xué)潛在影響提供一定的科學(xué)依據(jù), 探討建立基于浮游動(dòng)物的、能靈敏指示環(huán)境脅迫變化的生物標(biāo)志物。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物培養(yǎng)

取適量褶皺臂尾輪蟲(chóng)(B.plicatilis)休眠卵(由中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院惠贈(zèng))進(jìn)行孵化。孵化條件: 溫度(20 ± 1)°C, 海水鹽度 30, pH 8.6, 光照 60μmol/(m2·s),光暗比12L︰12D, 3—7d即可孵化。孵化期間投喂密度為1×106cell/mL的小球藻作為餌料。孵化后挑選一活潑健壯的非混交卵雌體于恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)按上述條件培養(yǎng)2個(gè)月待用。

收集 12—14h的幼蟲(chóng)(齡期＜14h)進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 期間不投喂其它餌料。實(shí)驗(yàn)選取綠藻門的小球藻(Chlorella vulgaris)、青島大扁藻(Platymonas helgolandica)、金藻門的等鞭金藻8701(Isochrysis galbana)和硅藻門的小新月菱形藻(Cylindrotheca closterium)四種單胞藻為餌料。微藻培養(yǎng)于f/2培養(yǎng)基中, 培養(yǎng)條件同褶皺臂尾輪蟲(chóng), 每隔12h搖動(dòng)一次。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)用多溴聯(lián)苯醚——十溴聯(lián)苯醚(BDE-209,純度 99.05%), 購(gòu)自美國(guó) AccuStandard公司, 為難溶于水的白色粉末。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中選擇了三種助溶劑: 丙酮、異辛烷和二甲亞砜(DMSO), 分別測(cè)定三種助溶劑對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)幼蟲(chóng) 24h的急性毒性致死實(shí)驗(yàn)的最小無(wú)明顯效應(yīng)濃度(no observable effect concentration,NOEC), 其 NOEC值的大小為異辛烷＜丙酮＜DMSO(表 1); 同時(shí)發(fā)現(xiàn) DMSO的助溶效果最佳, 因此選為本實(shí)驗(yàn)的助溶劑。

表1 三種助溶劑對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)24h的NOEC值實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Determination of NOEC of three cosolvents on B. plicatilis at 24h

用 DMSO(A.R.)配制成濃度為 2×103mg/L 的BDE-209-DMSO母液, 4°C下避光保存?zhèn)溆?。?shí)驗(yàn)時(shí)用DMSO稀釋母液至中間濃度后加入至實(shí)驗(yàn)體系中。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 BDE-209對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)的急性毒性效應(yīng)如1.1所述的篩選方法選取輪蟲(chóng)并隨機(jī)分組。實(shí)驗(yàn)共分 5個(gè)BDE-209濃度組: 2、6、10、14和 18mg/L, 同時(shí)設(shè)空白對(duì)照組(海水對(duì)照組)和助溶劑對(duì)照組(0.9%DMSO,V/V), 每組設(shè)3個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)選取10mL的燒杯, 總體積為5mL, 其中含有20只褶皺臂尾輪蟲(chóng)。脅迫12h及24h后在解剖鏡下觀察, 同時(shí)記錄褶皺臂尾輪蟲(chóng)的致死率和運(yùn)動(dòng)抑制率。通過(guò)概率單位-對(duì)數(shù)濃度法計(jì)算BDE-209的24h-LC50或EC50。輪蟲(chóng)死亡判定標(biāo)準(zhǔn): ①輪蟲(chóng)停止運(yùn)動(dòng), ②內(nèi)部組織出現(xiàn)皺縮, ③咀嚼囊和足均不運(yùn)動(dòng), ④輪盤(pán)收回則認(rèn)為其死亡; 輪蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)抑制判定標(biāo)準(zhǔn): 若輕搖燒杯15s之內(nèi)輪蟲(chóng)不運(yùn)動(dòng)則認(rèn)為其運(yùn)動(dòng)能力受到抑制(房寬等, 2013)。

1.3.2 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食的影響

(1) 對(duì)濾水率(F)和攝食率(G)的影響 將輪蟲(chóng)分別置于小球藻(密度為10×105cell/mL)、青島大扁藻(密度為 2×105cell/mL)、等鞭金藻 8701(密度為15×105cell/mL)、小新月菱形藻(密度為 4.5×105cell/mL)中馴養(yǎng)48h, 其中4株海洋微藻的投喂密度均選取各餌料微藻的飽和密度(周文禮, 2005)。實(shí)驗(yàn)用輪蟲(chóng)收集活潑健壯且齡期＜2h的帶卵雌體, 饑餓12h后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在急性毒性實(shí)驗(yàn)24h-EC50的基礎(chǔ)上設(shè)定攝食實(shí)驗(yàn)的濃度: 實(shí)驗(yàn)共設(shè)低、中、高3個(gè)濃度組, 分別為:0.0375、0.15和 0.6mg/L, 并設(shè)空白對(duì)照組(海水對(duì)照組)和DMSO助溶劑(0.3‰,V/V)的陰性對(duì)照組, 每組設(shè)3個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)在10mL燒杯中進(jìn)行, 總體積為5mL,每實(shí)驗(yàn)體系中放入 50只輪蟲(chóng)幼蟲(chóng), 然后在黑暗條件下置于轉(zhuǎn)速為 100r/min的恒溫震蕩器上孵育, 確保餌料藻處于均勻狀態(tài)的同時(shí)防止藻類迅速增殖。脅迫12h及24h后用魯哥氏碘液固定, 顯微鏡下血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù), 根據(jù)Frost公式(Frost, 1972)采用餌料密度差減法計(jì)算其F和G:

其中,F表示濾水率[mL/(ind.·h)];G表示攝食率[cell/(ind.·h)];V表示實(shí)驗(yàn)溶液體積;N表示輪蟲(chóng)個(gè)體數(shù)(ind.);C0表示起始餌料密度(×104/mL);Ct表示無(wú)輪蟲(chóng)組中的最終餌料密度(×104cell/mL);Ctf表示實(shí)驗(yàn)組中的最終餌料密度(×104cell/mL);t表示攝食時(shí)間。

(2) 對(duì)選食作用的影響 在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 選擇小球藻、青島大扁藻和小新月菱形藻3種微藻, 這三種微藻形態(tài)差異明顯且易在顯微鏡下甄別,將其按等生物量混合作為餌料用以培養(yǎng)褶皺臂尾輪蟲(chóng)。由于三種微藻的個(gè)體大小不同, 因此根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果(房寬等, 2013), 混合餌料中微藻起始密度分別設(shè)定為: 小球藻 33.33×104cell/mL、青島大扁藻 4.80×104cell/mL、等鞭金藻 8701為 14.14×104cell/mL。輪蟲(chóng)的選擇、培養(yǎng)條件及實(shí)驗(yàn)方法同上。

根據(jù)混合餌料中各種微藻密度的變化計(jì)算褶皺臂尾輪蟲(chóng)的選食率(Sr)和選擇性指數(shù)(Si) (Frost, 1972):

其中,Sr: 輪蟲(chóng)對(duì)某種單胞藻選食率;Si: 輪蟲(chóng)對(duì)某種單胞藻攝食的選擇性指數(shù)(Si, 0＜Si＜1表示喜食,Si=0表示對(duì)食物無(wú)選擇性; –1＜Si＜0表示不喜食;Ct: 無(wú)輪蟲(chóng)組中最終餌料密度(×104cell/mL);Ctf: 實(shí)驗(yàn)組中最終餌料密度(×104cell/mL);ri: 輪蟲(chóng)所攝食的全部藻中某種單胞藻所占的比例;pi: 實(shí)驗(yàn)最初某種單胞藻在全部單胞藻中的比例。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS 19.0軟件通過(guò)單因素方差分析(oneway ANOVA)各作用組和對(duì)照組間差異,P＜0.05表示差異顯著。采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果

2.1 BDE-209的急性毒性脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)致死率與運(yùn)動(dòng)抑制率的影響

隨著 BDE-209濃度的增加褶皺臂尾輪蟲(chóng)的死亡率增加, 但 24h時(shí)高濃度組(18mg/L)的死亡率為33.33%, 未達(dá)到半數(shù)致死作用(表 2)。與死亡率不同,BDE-209脅迫能有效抑制褶皺臂尾輪蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng), 并且隨著脅迫濃度的增高運(yùn)動(dòng)抑制作用不斷增強(qiáng)。根據(jù)脅迫組中個(gè)體運(yùn)動(dòng)抑制率的變化, 通過(guò)概率單位法得到 BDE-209對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)的 24h-EC50為9.084mg/L (y=3.22x－3.08,R2=0.98)(表 2)。

根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩帧吨腥A人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—新化學(xué)物質(zhì)危害評(píng)估導(dǎo)則》(國(guó)家環(huán)保總局, 2004)中的毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定: LC50/EC50在1.0—10mg/L 之間的為高毒性物質(zhì), 據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)BDE-209屬高毒性物質(zhì)。

表2 BDE-209的急性毒性脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)致死率與運(yùn)動(dòng)抑制率的影響Tab.2 Acute toxic effect of BDE-209 on lethality and motile inhibition of B. plicatilis

2.2 單一餌料投喂條件下BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)濾水率(F)和攝食率(G)的影響

當(dāng)投喂四種單一餌料, BDE-209脅迫 12h、24h時(shí)對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)濾水率(F)均隨脅迫濃度的升高呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì), 與對(duì)照組相比差異顯著(P＜0.05), 且24h時(shí)F的下降程度明顯高于12h時(shí)的影響(圖1)。通過(guò)概率單位法計(jì)算BDE-209脅迫24h時(shí)褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)四種餌料微藻濾水率的EC50分別為 0.54、0.51、0.33、0.46mg/L, 說(shuō)明BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食上述四種微藻的影響程度為:小球藻＜青島大扁藻＜小新月菱形藻＜等鞭金藻8701。但脅迫前后褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)各種餌料藻F的大小順序未發(fā)生變化, 均為等鞭金藻 8701＜青島大扁藻＜小球藻＜小新月菱形藻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明 BDE-209脅迫影響褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)不同種類餌料微藻的攝食行為。

BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食率(G)的作用表現(xiàn)出與F類似的影響。在脅迫組中褶皺臂尾輪蟲(chóng)G隨脅迫濃度的升高而不斷下降, 與對(duì)照組相比差異顯著(P＜0.01)。與F變化類似, 24h脅迫組中的下降幅度要明顯高于 12h時(shí)的下降幅度, 說(shuō)明隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)BDE-209對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食的抑制作用增強(qiáng)(圖 2)。以 0.6mg/L的高濃度組為例, BDE-209脅迫 24h褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)小球藻、青島大扁藻、等鞭金藻8701、小新月菱形藻的G分別下降至海水對(duì)照組的73.62%、67.40%、57.26%、78.33%, 與對(duì)照組相比, BDE-209脅迫未改變投喂單一餌料條件下褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)各種餌料藻G的變化順序, 均表現(xiàn)為青島大扁藻＜小新月菱形藻＜等鞭金藻 8701＜小球藻的變化。

圖1 單一餌料微藻投喂條件下BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)濾水率的影響Fig.1 Effect of BDE-209 on the filtering rate (F) of B. plicatilis with mono-food feeding of microalga

圖2 單一餌料微藻投喂條件下BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食率的影響Fig.2 Effect of BDE-209 on the feeding rate (G) of B. plicatilis with mono-food feeding of microalga

2.3 3種餌料混合投喂條件下BDE-209脅迫對(duì)褶皺

臂尾輪蟲(chóng)濾水率(F)、攝食率(G)及選食率的影響

投喂等生物量混合的餌料微藻時(shí), 無(wú) BDE-209脅迫的對(duì)照組中褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各微藻濾水率 F的大小順序?yàn)? 小新月菱形藻＜青島大扁藻＜小球藻; BDE-209脅迫條件下對(duì)混合餌料中各組分的濾水率影響與單一餌料結(jié)果一致, 均隨脅迫濃度的升高呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)(P＜0.05) (圖 3), 但 F變化呈現(xiàn)出青島大扁藻＜小新月菱形藻＜小球藻的變化趨勢(shì), 與單一餌料投喂條件下的青島大扁藻＜小球藻＜小新月菱形藻的變化順序有所變化。

與相同條件下濾水率 F的變化趨勢(shì)類似, BDE-209脅迫條件下褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻攝食率 G仍隨脅迫濃度的升高呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì), 與對(duì)照組相比差異顯著(P＜0.05) (圖 4)。受到BDE-209脅迫后, 褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻 G大小順序的影響與單一餌料微藻投喂結(jié)果一致, 均未發(fā)生變化, 為青島大扁藻＜小新月菱形藻＜小球藻。

為了進(jìn)一步闡明褶皺臂尾輪蟲(chóng)具有攝食選擇性,我們對(duì)混合餌料投喂條件下褶皺臂尾輪蟲(chóng)的選食率(Sr) 和選擇性指數(shù)(Si) 的變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明,如圖5所示, 褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中微藻的選食率Sr隨BDE-209脅迫濃度的升高呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì), 與對(duì)照組相比差異顯著(P＜0.05), 且 24h時(shí) Sr的下降程度明顯高于12h時(shí)的影響。0.037mg/L組與對(duì)照組相比, BDE-209脅迫12h與24h時(shí), 褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各微藻組分的 Sr均有所下降, 但未達(dá)到顯著水平(P＞0.05)。BDE-209脅迫條件下褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種餌料藻 Sr的變化順序與濾水率 F的變化一致, 均為青島大扁藻＜小新月菱形藻＜小球藻, 但與對(duì)照組中“小新月菱形藻＜青島大扁藻＜小球藻”的變化順序不同。研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明BDE-209脅迫能改變褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)餌料單胞藻的攝食選擇性。

褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料的選擇性指數(shù)與選食率的變化完全一致: 隨著 BDE-209脅迫濃度的升高,褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)小球藻的Si呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì), 且總體呈現(xiàn)出青島大扁藻＜小新月菱形藻＜小球藻的變化順序, 但不同于對(duì)照組中“小新月菱形藻＜青島大扁藻＜小球藻”的變化(圖 6)。研究結(jié)果說(shuō)明 BDE-209脅迫能改變褶皺臂尾輪蟲(chóng)正常的選食規(guī)律。

圖3 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻濾水率的變化Fig.3 Effect of BDE-209 on the filtering rate (F) of B. plicatilis with mixed food feeding of microalga

圖4 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻攝食率的變化Fig.4 Effect of BDE-209 on the feeding rate (G) of B. plicatilis with mixed food feeding of microalga

圖5 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻選食率的變化Fig.5 Effect of BDE-209 on the food selectivity rate (Sr) of B. plicatilis with mixed food feeding of microalga

圖6 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種微藻選擇性指數(shù)的變化Fig.6 Effect of BDE-209 on the selectivity index (Si) of B. plicatilis with mixed food feeding of microalgae a: 12h; b: 24h

2.4 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食餌料微藻總生物量的影響

BDE-209脅迫12h和24h條件下褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食混合微藻總生物量的變化隨著脅迫濃度增加均呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)(P＜0.05)。以 0.6mg/L的高濃度組為例, BDE-209脅迫12h和24h時(shí)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食餌料藻總生物量分別下降至對(duì)照組的 78.98%和73.54%, 差異極顯著(P＜0.01), 說(shuō)明 BDE-209既能改變褶皺臂尾輪蟲(chóng)的攝食選擇性, 又能抑制褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食餌料藻總生物量(圖7)。

圖7 BDE-209脅迫對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食混合餌料中各組分微藻總生物量的影響Fig.7 Feeding changes of B. plicatilis on microalgal biomass when fed with mixed bait microalgae

3 討論

已有研究證明, 低溴代多溴聯(lián)苯醚對(duì)海洋浮游生物有一定的危害, 不但產(chǎn)生急性毒性作用, 而且還會(huì)影響浮游動(dòng)物的行為(Breitholtz et al, 2008; 李卓娜等, 2009)。那么高溴代多溴聯(lián)苯醚是否也存在這種危害呢？本研究結(jié)果顯示, BDE-209的急性毒性脅迫能有效抑制褶皺臂尾輪蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng), 并具有一定的致死作用, 但在實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi)并未出現(xiàn)半數(shù)致死現(xiàn)象。該結(jié)果與 Nakari等(2008)研究 PBDEs的急性毒性結(jié)果相似, 即在實(shí)驗(yàn)所能允許的最高濃度仍未達(dá)到對(duì)大型蚤的半數(shù)致死效應(yīng)。可能原因在于BDE-209的分子量大, 空間位阻大, 難以全部通過(guò)生物膜進(jìn)入浮游動(dòng)物褶皺臂尾輪蟲(chóng)的體內(nèi), 卻會(huì)附著在輪蟲(chóng)表面而影響其生命活動(dòng)。輪蟲(chóng)通過(guò)頭冠纖毛運(yùn)動(dòng), 其運(yùn)動(dòng)能力受到激動(dòng)神經(jīng)肌肉的非限制性收縮和纖毛擺動(dòng)的影響, 因此我們分析 PBDEs對(duì)輪蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力的干擾可能因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)方面: (1) PBDEs是一種神經(jīng)毒性物質(zhì)。少量進(jìn)入輪蟲(chóng)體內(nèi)的 BDE-209可能通過(guò)干擾輪蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能降低纖毛運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)抑制; (2) 大分子的 BDE-209能夠與海水中的微藻或碎屑結(jié)合成較大的顆粒粘合附在輪蟲(chóng)頭冠部的纖毛上, 干擾纖毛的擺動(dòng)從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)抑制作用。

浮游動(dòng)物的攝食行為通常被認(rèn)為是生物體受到環(huán)境干擾時(shí)的第一響應(yīng)者, 可以作為評(píng)價(jià)毒物對(duì)水生生物個(gè)體毒性的一個(gè)重要指標(biāo)(Fernandezcasalderrey et al, 1994)。在本研究中, BDE-209脅迫能顯著抑制褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)四種海洋微藻的攝食作用, 具有明顯的濃度、時(shí)間依賴性, 且濾水率下降程度要高于攝食率的變化。類似的研究結(jié)果在重金屬以及有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)浮游動(dòng)物的研究中均有報(bào)道(Ferrando et al,1993), 說(shuō)明浮游動(dòng)物的攝食活動(dòng)極易受到外源脅迫的影響, 其中濾水率較攝食率的變化更敏感。這種敏感性的差異可能與輪蟲(chóng)的被動(dòng)濾食方式有關(guān)(Kersting et al, 1981)。由于輪蟲(chóng)只能從濾入的海水中獲取食物,濾水的變化必然對(duì)攝食造成影響, 因此與攝食率相比輪蟲(chóng)的濾水率更敏感。已經(jīng)有研究表明魚(yú)的行為變化可以作為檢測(cè)毒物急性毒性較為快速而敏感的指標(biāo)(de Paiva Magalh?es et al, 2007), 但是在浮游動(dòng)物中的應(yīng)用較少。本研究結(jié)果說(shuō)明浮游動(dòng)物的濾水率可以作為靈敏指示外源脅迫的指標(biāo)之一, 但尚需開(kāi)展進(jìn)一步的研究以證明其有效性。

BDE-209脅迫不僅改變了褶皺臂尾輪蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)能力與攝食行為, 而且改變其攝食選擇性。從研究結(jié)果來(lái)看, 在單一和混合餌料供給條件下, BDE-209脅迫均能改變褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)四種微藻濾水率的大小順序, 說(shuō)明 BDE-209脅迫影響褶皺臂尾輪蟲(chóng)攝食不同種類餌料微藻的選擇性。同時(shí), 隨著B(niǎo)DE-209脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和暴露濃度的增加, 褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中各種餌料單胞藻的選食率和攝食總生物量均呈現(xiàn)不同程度的下降, 選擇性指數(shù)呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì), 說(shuō)明 BDE-209可能影響褶皺臂尾輪蟲(chóng)的選食行為, 其中無(wú)論有無(wú) BDE-209脅迫輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料中小球藻的濾水率、攝食率、選食率和選擇性指數(shù)均最大, 這與小球藻的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。小球藻個(gè)體最小, 細(xì)胞壁纖維化程度較低, 有利于褶皺臂尾輪蟲(chóng)幼蟲(chóng)的攝食與消化。小新月菱形藻的個(gè)體較小球藻大, 且具有難消化的硅質(zhì)外殼, 而青島大扁藻則由于個(gè)體較大而不宜為褶皺臂尾輪蟲(chóng)幼蟲(chóng)攝食。這種微藻結(jié)構(gòu)與細(xì)胞組成上的差異與褶皺臂尾輪蟲(chóng)幼蟲(chóng)的攝食選擇性密切相關(guān)。

4 結(jié)論

(1) BDE-209的急性毒性作用能對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)產(chǎn)生致死作用, 并有效抑制其運(yùn)動(dòng)能力;

(2) 在單一餌料培養(yǎng)時(shí), BDE-209脅迫降低褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)各種餌料單胞藻的濾水率和攝食率;

(3) BDE-209脅迫改變褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)混合餌料的選食作用, 其中濾水率的變化能在個(gè)體水平上靈敏指示褶皺臂尾輪蟲(chóng)對(duì)外源脅迫的響應(yīng);

(4) BDE-209脅迫與否, 褶皺臂尾輪蟲(chóng)最適宜的餌料都是小球藻。

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