增溫對黑斑側(cè)褶蛙蝌蚪形態(tài)表型和生理特征的影響

摘要：探究增溫對蝌蚪形態(tài)表型和生理特征的影響，可為深入理解氣候變暖背景下蝌蚪生存適應(yīng)策略提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2021年4月，設(shè)置了26℃、28℃和30℃ 3個(gè)溫度梯度組，每組設(shè)平行處理3次，測定了黑斑側(cè)褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）從37 期蝌蚪發(fā)育至46 期幼蛙的時(shí)長、46 期幼蛙身體和內(nèi)臟器官大小、血液中各型白細(xì)胞的百分比及嗜中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值（N/L）、植物血凝素（phytohemagglutinin，PHA-P）反應(yīng)的變化情況。結(jié)果顯示：（1）隨著溫度升高，變態(tài)時(shí)長縮短，但組間差異不顯著（Pgt;0.05）；變態(tài)完成期幼蛙的體型隨溫度升高顯著變?。≒lt;0.05），腎臟濕重系數(shù)下降明顯（Plt;0.05），其他內(nèi)臟器官濕重系數(shù)和消化道各段長度系數(shù)的組間差異均不顯著（Pgt;0.05）；（2）增溫使幼蛙血液中嗜中性粒細(xì)胞的百分比和N/L 下降（Plt;0.05），但嗜堿性粒細(xì)胞的百分比明顯增加（Plt;0.05）；（3）26℃、28℃和30℃幼蛙PHA-P反應(yīng)最高值分別出現(xiàn)于注射后1、2 和2 h，組間差異均不顯著（Pgt;0.05）。增溫使幼蛙的體型趨于變小、腎臟濕重下降，免疫功能和應(yīng)激反應(yīng)能力均趨弱，嗜中性粒細(xì)胞與嗜堿性粒細(xì)胞的數(shù)量存在權(quán)衡關(guān)系，氣候變暖將不利于幼蛙的存活。

關(guān)鍵詞：黑斑側(cè)褶蛙；水溫；形態(tài)表型；變態(tài)時(shí)長；生理特征；應(yīng)激反應(yīng)

中圖分類號：S917.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0165-07

全球氣候變暖背景下，增溫導(dǎo)致蝌蚪提前變態(tài)，這不利于蝌蚪變態(tài)過程的能量積累，將使變態(tài)后的個(gè)體體型偏小，可能嚴(yán)重影響后續(xù)的生活史過程，但對其潛在的生理機(jī)制仍不清楚（劉莉等，2006；張志強(qiáng)等，2021）。免疫指標(biāo)的變化與蝌蚪的健康狀態(tài)有關(guān)，這個(gè)現(xiàn)象為深入揭示當(dāng)前存活與未來命運(yùn)的關(guān)系提供了新的視角和思路，但實(shí)驗(yàn)證據(jù)較少（Sheldon amp;Verhust，1996；張志強(qiáng)和王德華，2005）。隨著新興學(xué)科免疫生態(tài)學(xué)（immunological ecology）的快速發(fā)展（Brock et al，2014；張志強(qiáng)，2015），血液中不同類型白細(xì)胞的百分比、嗜中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值（ra?tio of neutrophils to lymphocytes，N/L）（連麗燕等，2018）和植物血凝素（phytohemagglutinin，PHA-P）反應(yīng)等指標(biāo)（Zamora-Camacho，2019；張志強(qiáng)等，2020；張志強(qiáng)等，2021），逐漸被推廣應(yīng)用于蝌蚪研究。其中，注射PHA-P 是一種無損傷外源免疫刺激類技術(shù)，盡管對其反應(yīng)機(jī)制存有爭論，但仍可通過測量被注射部位皮膚組織的腫脹程度來表示細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能高低（Brock et al，2014；Zamora-Camacho，2019）。

黑斑側(cè)褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）廣泛分布于我國的淡水池塘、稻田等處，其成體PHA-P 反應(yīng)最高值出現(xiàn)于注射后12 h，無性別差異（Zhang et al，2017）；蝌蚪、幼蛙分別在注射后3 h 和6 h 出現(xiàn)峰值，但不隨發(fā)育階段而變化（張志強(qiáng)等，2020）；在適宜蝌蚪生存的溫度范圍內(nèi)，水溫從21℃升至27℃會(huì)加速蝌蚪的變態(tài)發(fā)育進(jìn)程，使變態(tài)后的個(gè)體變小，但PHA-P 反應(yīng)的最高值卻無明顯的組間差異（張志強(qiáng)等，2021）。本研究依據(jù)合肥市未來氣候變化趨勢，測定了不同溫度下黑斑側(cè)褶蛙從37期蝌蚪發(fā)育至46期幼蛙的變態(tài)時(shí)長，以及46 期幼蛙的形態(tài)表型和生理特征，旨在揭示增溫對蝌蚪形態(tài)和生理的影響，為深入理解氣候變暖背景下蝌蚪生存適應(yīng)策略提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

2021 年4 月在安徽省合肥市牛角大圩（北緯31°45′、東經(jīng)117°23′）捕獲了實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)體視解剖鏡（漯河盟友教學(xué)設(shè)備有限公司，XTL-280）結(jié)合蝌蚪分期表鑒定為黑斑側(cè)褶蛙26 期蝌蚪（Gosner，1960），約1 000 只。暫養(yǎng)于安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物生理生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，飼養(yǎng)容器為大塑料箱（長×寬×高= 100 cm ×50 cm × 50 cm），實(shí)驗(yàn)用水為曝氣48 h以上的自來水，容器內(nèi)水深為10 cm，每隔3 d換水1次，每天投喂蝌蚪用顆粒飼料（福建合鑫飼料有限公司，粗蛋白含量≥42.0%，粗脂肪含量≥3.0%，賴氨酸含量≥1.8%）1次，喂食量約為蝌蚪體重的1%。自然光照，箱內(nèi)水溫控制在（21±1）℃。隨機(jī)選取發(fā)育至37期的蝌蚪，用電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司，± 0.1 mg）稱量體重、瑞士產(chǎn)Tesa 數(shù)顯卡尺（瑞士Shopcal，150 mm，± 0.01 mm）測量體全長（體長和尾長之和）和體寬后，置于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)玻璃缸（長×寬×高= 36 cm × 24 cm × 18 cm）內(nèi)飼養(yǎng)，水深10 cm，每缸內(nèi)放置20 只蝌蚪，共使用9個(gè)缸，各缸內(nèi)37 期蝌蚪的初始平均體重、平均體全長和平均體寬均無顯著的組間差異（Pgt;0.05）。