溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪耐受性的影響

張小琴　袁連菊

摘 要：為探究溫度馴化對(duì)棘腹蛙（Quasipaa boulengeri）蝌蚪的生長發(fā)育及耐受性的影響，將棘腹蛙蝌蚪馴養(yǎng)于不同溫度下3周，采用溫度梯度裝置和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育及耐受性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪的生長發(fā)育速度具有顯著影響（P<0.05），表現(xiàn)為相同時(shí)間內(nèi)15～25 ℃下棘腹蛙蝌蚪發(fā)育速度最快，10 ℃下生長發(fā)育速度最慢;棘腹蛙蝌蚪的最適溫度和最高逃避溫度隨溫度的升高而增大，最高逃避溫度大于最適溫度，且15～25 ℃下棘腹蛙蝌蚪的最適溫度范圍和最高逃避溫度均高于恒溫組和室溫組;最適溫度的馴化反應(yīng)速率小于最高逃避溫度，表明溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪的最高逃避溫度影響較大，而對(duì)最適溫度影響較小。綜上所述，溫度馴化可加快棘腹蛙蝌蚪的生長發(fā)育速率，提高其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力和耐受能力。

關(guān)鍵詞：棘腹蛙（Quasipaa boulengeri）蝌蚪;溫度馴化;最適溫度;耐受率;馴化反應(yīng)率

溫度對(duì)于兩棲類的生長、分布、繁殖、性別以及生存都有極大的影響。棘腹蛙（Quasipaa boulengeri）是我國特有的兩棲動(dòng)物，主要分布于我國的西南地區(qū)[1]。棘腹蛙具有較高的藥用、食用和研究價(jià)值，在生態(tài)系統(tǒng)中也被視為環(huán)境檢測的指示性動(dòng)物。氣候變暖、環(huán)境溫度改變、棲息地不斷減少、人類捕捉等多種因素使野生棘腹蛙種群數(shù)量逐漸減少，該物種已被列入《中國瀕危動(dòng)物紅皮書》。徐敬明研究了不同溫度對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長的影響，發(fā)現(xiàn)其生長發(fā)育的最適溫度在21 ℃[1]。有學(xué)者研究了溫度馴化對(duì)林蛙蝌蚪、大蟾蜍蝌蚪[2]、澤陸蛙蝌[3]熱耐受性的影響，而溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪耐受性方面的研究還較少。馴化可調(diào)整生物對(duì)某一生態(tài)因子的生長耐受范圍程度，提高生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。本研究的目的是探究不同溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育及耐受性的影響，為人工養(yǎng)殖、保護(hù)棘腹蛙提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料

棘腹蛙蝌蚪采購于雅安市林溪地棘胸蛙養(yǎng)殖專業(yè)合作社，為25鰓蓋褶完成期[4]。試驗(yàn)期蝌蚪主要飼喂煮熟的蔬菜葉、南瓜、豬內(nèi)臟以及自制的混合餌料（豆粉∶魚粉∶紅苕淀粉∶麥麩=1∶1∶1∶1，各稱取0.1 g的板黃散、多維、三黃散、氟苯尼考粉拌入飼料中，加水拌成糊狀并蒸15 min即可），每天9：00和17：00喂食，每隔2 d換一次水。

1.1 試驗(yàn)器材及藥品

人工智能氣候箱（HPG-400HX）、溫度計(jì)、電子紅外測溫槍、分析天平、游標(biāo)卡尺、95%酒精。

1.2 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用水取自阿壩師范學(xué)院教師公寓后的流動(dòng)水源，取回的溪水需靜置24 h，沉淀沙土等雜質(zhì)。在收納箱中注入7 cm深的溪水提前一天放入相應(yīng)溫度的人工智能氣候箱內(nèi)，再放入蝌蚪。換水時(shí)需要一個(gè)可替換的相同水溫，避免溫度差異引起試驗(yàn)誤差。若蝌蚪連續(xù)多次游到水面呼吸空氣，下沉?xí)r留下氣泡，表明蝌蚪在水中缺氧需要及時(shí)補(bǔ)氧換水。

2 試驗(yàn)方法

2.1 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育的試驗(yàn)

選擇長勢相同、健康的棘腹蛙蝌蚪隨機(jī)分為6組（40只/組），在收納箱內(nèi)飼養(yǎng)3 d。根據(jù)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育的最適溫度21 ℃[1]，設(shè)置10、15、20、25、15～25 ℃和室溫組（試驗(yàn)期間白天溫度范圍（D）：（29.48±2.17）℃;夜間溫度范圍（L）：（17.57±1.43）℃;溫度變化范圍（29～17.57 ℃））6個(gè)組，試驗(yàn)前各組蝌蚪絕食24 h。收納箱中注入7 cm深的水，每個(gè)人工智能氣候箱中放入兩個(gè)收納箱，便于換水。在10、15、20、25、15～25 ℃的人工智能氣候箱中和室溫下馴化3周。人工智能氣候箱的光照時(shí)間為11 D∶13 L、濕度為70%。測量蝌蚪的體重、全長、體寬、尾長作為初始值，蝌蚪的外形量度借鑒《中國兩棲動(dòng)物檢索及圖解》[5]，此后每隔6 d隨機(jī)挑選20只測量。

2.2 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪耐受性的影響

2.2.1 最適溫度、最高逃避溫度的測定 使用溫度梯度裝置[2]（60 cm×4 cm×4 cm金屬盒、冰水浴、恒溫水浴鍋）測定最適溫度和最高逃避溫度，金屬盒中加入2 cm的蒸餾水，將其一端置于0 ℃的冰水混合物中，另一端置于恒溫水浴鍋（溫度為60 ℃）中形成一系列的溫度梯度。用電子紅外測溫槍測量水槽內(nèi)蒸餾水溫度。

2.2.2 耐受率的測定 試驗(yàn)采用可調(diào)節(jié)的恒溫加熱器（GD-100）以1 ℃為單位逐漸升高水溫至70%的棘腹蛙蝌蚪出現(xiàn)休眠現(xiàn)象時(shí)為其最高耐受溫度。最低耐受溫度的測量使用可調(diào)節(jié)的智能冰箱以1 ℃為單位逐漸降低水溫至70%的棘腹蛙蝌蚪出現(xiàn)休眠現(xiàn)象時(shí)為其最低耐受溫度[6]。每次試驗(yàn)隨機(jī)選擇15只棘腹蛙蝌蚪進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2.3 馴化反應(yīng)速率（ARRs） 馴化一詞是指生物在實(shí)驗(yàn)室或自然條件下，誘發(fā)的一種生理補(bǔ)償機(jī)制，從而改變該生物的某些特性，提高對(duì)環(huán)境的抵抗力[7]。馴化反應(yīng)速率可反應(yīng)不同馴化溫度對(duì)棘腹蛙蝌蚪的影響，馴化反應(yīng)速率數(shù)值越大代表對(duì)其影響越大[8]。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)前，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行單因素、雙因素方差分析、回歸分析及顯著性分析。最適溫度范圍和最高逃避溫度范圍用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，馴化反應(yīng)速率使用馴化溫度總的溫度變化/耐受溫度變化表示。

最適溫度的ARRs=（25-10）/（25 ℃馴化下的最適溫度-10 ℃馴化下的最適溫度）

最高逃避溫度的ARRs=（25-10）/（25 ℃馴化下的最高逃避溫度-10 ℃馴化下的最高逃避溫度）

耐受率=正常存活數(shù)/總數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育的試驗(yàn)

馴化溫度對(duì)棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育影響的顯著性分析結(jié)果見表1，單因素方法分析結(jié)果見圖1—圖4。

由表1可知，溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪的體重、全長、體寬、尾長均有顯著性影響，顯著性大小依次為：全長=體寬>體重>尾長。

由圖1可知10 ℃條件下棘腹蛙蝌蚪的生長發(fā)育速度最慢，平均值體重最小;15～25 ℃變溫條件下棘腹蛙蝌蚪生長發(fā)育速度最快，平均值體重最大。在開始的7 d各組蝌蚪的生長發(fā)育速度的差異小，而14 d后蝌蚪的體重增重速率差異顯著。

由圖2可知10、15、20 ℃條件下棘腹蛙蝌蚪第7天測量的平均值全長低于最初平均值全長，且試驗(yàn)期間10 ℃下的棘腹蛙蝌蚪全長變化差異較小;15～25 ℃下蝌蚪的全長生長速度明顯快于其他各組，在7～14 d間蝌蚪的生長發(fā)育速度呈上升趨勢。

由圖3可知10、15 ℃下棘腹蛙蝌蚪測量的平均值尾長呈負(fù)增長，室溫組、25 ℃的棘腹蛙蝌蚪前7 d平均值尾長與初始值相同;14 d后各組的平均值尾長增長速率發(fā)生改變，15～25 ℃馴化的蝌蚪平均值尾長均高于其他各組。

由圖4可知第7～14天20 ℃條件下蝌蚪的體寬增長幅度為最大，14 d之后增長速率變慢。10 ℃下的蝌蚪體寬值在不同時(shí)期的增長速率均低于替他各組各時(shí)期的體寬值。

3.2 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪耐受性的影響

3.2.1 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪最適溫度及最高逃避溫度影響的試驗(yàn)結(jié)果

由表2、表3可知，各分組的最適溫度與最適溫度范圍都不同。在恒溫條件下，棘腹蛙蝌蚪的最適溫度和最適溫度范圍及最高逃避溫度隨馴化溫度的升高而增加，15～25 ℃組最適溫度范圍和最高逃避溫度高于其他各組。通過回歸分析發(fā)現(xiàn)溫度馴化與棘腹蛙蝌蚪的最適溫度和最高逃避溫度都呈線性關(guān)系，表達(dá)式分別為：

Y=1.320 X+14.854，P<0.05，N=120

式中：Y為棘腹蛙蝌蚪的最適溫度，X為馴化溫度。

Y=1.138 X+27.548，P<0.05，N=60

式中：Y為棘腹蛙蝌蚪的最高逃避溫度，X為馴化溫度。

3.2.2 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪耐受率影響的試驗(yàn)結(jié)果 由表4可知20、25、15～25 ℃下棘腹蛙蝌蚪的休眠溫度較高，均在33 ℃浮動(dòng);而表5得出10 ℃下棘腹蛙蝌蚪的休眠溫度為4.7 ℃，其低溫耐受率小于高溫耐受率。故20、25、15～25 ℃下棘腹蛙蝌蚪對(duì)高溫具有較強(qiáng)的耐受性，10 ℃下棘腹蛙蝌蚪對(duì)低溫的耐受性較強(qiáng)。3.2.3 溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪馴化反應(yīng)速率影響的試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知在不同溫度馴化下棘腹蛙蝌蚪的最高逃避溫度的ARRs大于其最適溫度的ARRs。溫度馴化對(duì)棘腹蛙蝌蚪的最高逃避溫度的影響較大，而對(duì)最適溫度的影響較小。

4 結(jié)論與討論

通過試驗(yàn)觀察，10 ℃條件下的蝌蚪呈聚集性的分布于收納箱的底部，并且運(yùn)動(dòng)緩慢、反應(yīng)遲鈍、心跳和呼吸較慢[9]，基本不進(jìn)食;10 ℃和15 ℃條件下，每天的食物殘?jiān)^多，糞便量少，水質(zhì)清澈;而20 ℃下相對(duì)于15 ℃下食物殘?jiān)^少;25、15～25 ℃及室溫組的蝌蚪每天食物殘?jiān)?，糞便量多，水質(zhì)渾濁，反應(yīng)迅速。在低溫狀態(tài)下，蝌蚪通過減少運(yùn)動(dòng)和聚集性分布于底部來減少能量的消耗[10]來維持自身的生理代謝;故10 ℃下蝌蚪生長發(fā)育的速度緩慢。在適宜溫度下，機(jī)體的生理代謝速度較快，其發(fā)育速度也較快。

根據(jù)耐受定律可知，每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有一定的耐受范圍，超過此范圍生物將受抑制。生物對(duì)生態(tài)因子的耐受限度并非不可調(diào)節(jié)，可通過其它方法改變，如馴化、內(nèi)穩(wěn)態(tài)、適應(yīng)[11]。通過馴化可以改變蝌蚪對(duì)溫度的耐受性[12-13]。

試驗(yàn)采取馴化改變棘腹蛙蝌蚪對(duì)溫度的耐受能力和適應(yīng)能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著馴化溫度的提高，其最適溫度和最高逃避溫度也隨之增加，可知馴化溫度對(duì)棘腹蛙蝌蚪的最適溫度和最高逃避溫度有顯著影響。逃避溫度反映了生物對(duì)溫度變化所做出的一種應(yīng)激反應(yīng)，通過比較表2和表3可看出，最高逃避溫度高于最適溫度，表明棘腹蛙蝌蚪正常生活的溫度范圍小于各世代的環(huán)境溫度變化范圍[14]。變溫條件下馴化的棘腹蛙蝌蚪的最適溫度范圍大于恒溫組和室溫組，并且變溫下棘腹蛙蝌蚪的耐受溫度要高于恒溫和室溫下的棘腹蛙蝌蚪，可知在變溫條件下馴化可以產(chǎn)生較大最適溫度范圍，提高其適應(yīng)能力和耐受能力。因此不同溫度對(duì)棘腹蛙的最適溫度和最逃避溫度及對(duì)高溫的耐受性都具有顯著的影響。

綜上所述：適宜的溫度馴養(yǎng)可以加快棘腹蛙蝌蚪的生長發(fā)育速度，不同的溫度馴化可提高棘腹蛙蝌蚪的耐受性。在微觀水平上，可進(jìn)一步探討溫度馴化對(duì)其生理機(jī)制的影響。

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（收稿日期：2020-08-29）