中华倒刺鲃幼鱼能量代谢特征个体差异及生态关联

罗玉莲 庞 旭 刘蒨莹 张永飞 付 成 付世建

(1.重庆师范大学进化生理与行为学实验室,重庆市动物生物学重点实验室,重庆 401331;2.西南大学水产学院,重庆 400715)

能量代谢是生命体逆熵而行,存在高度有序性的基础,也是束缚生物适应性演化最为基本的法则[1]。在鱼类,常以静止代谢率(Resting metabolic rate,RMR)衡量维持能量消耗[2];常以最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)衡量有氧代谢的最大功率输出[3]。运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption,EPOC)指鱼类运动后恢复期内超过RMR的额外耗氧量;与之类似,低氧胁迫后过量耗氧(Excess post-hypoxia oxygen consumption,EPHOC)指鱼类经低氧处理后恢复期内超过RMR的额外耗氧量[4—8]。两者具有相似的生化反应过程,均称为“氧债(Oxygen debt)”,并在一定程度上反映鱼类的无氧代谢能力[4—9],但两者的生态内涵却不尽相同。前者主要作用于短时间、高强度暴发运动,保证逃逸、捕食等功能得以顺利完成;后者主要体现在极端低氧条件下,能短时间内得以幸存[4]。

个体差异是有机体存在的普遍现象,为自然(人工)选择提供了条件,具有重要的进化生态学意义。经典的研究认为,高RMR鱼类个体(或物种)通常具有更大的MMR和更高的游泳能力,而低RMR个体(或物种)具有更强的低氧耐受能力[10,11];在种内水平,RMR与EPOC和EPHOC的关系、MMR与EPOC的关系、EPOC与EPHOC是否具有类似的相互关联等问题尚不清楚。

中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)主要分布于我国长江上游及其支流,是营底栖生活,偏好流水生境,主要以水生高等植物为食的杂食性鲤科鱼类[2,12]。该物种偏好流水生境,需要具备相对较高的运动能力以维持身体平衡;营底栖生活,对低氧耐受能力也有所要求;因此该物种可能同时面临两种互为冲突生理功能需求的挑战[4,13]。……