交换面积与代谢水平对鲫代谢尺度的协同限制

摘要

本研究以鲫(Carassius auratus)为对象，研究代谢尺度问题，分别考察了随体重(M)增加，鲫的静止代谢率(RMR)、体表面积(BSA)、鳃表面积(GSA)、总表面积(TSA)、呼吸频率(VF)及单次呼吸耗氧量(OCPV)等参数的异速变化，分析各交换面积对RMR的影响以及在温度、剪鳃及饥饿处理后各交换面积与代谢水平对代谢尺度的限制，以检验“交换面积-代谢需求限制假说”。
　　研究结果如下：
　　1.鲫的个体 RMR随体重呈幂函数变化，尺度指数 bRMR为0.811，显著大于3/4(p=0.010)。BSA、GSA和TSA也均随体重呈幂函数变化，尺度指数分别为0.688、0.957和0.847，均显著大于2/3(P＜0.001)。控制体重后，BSA与RMR负相关(r=-0.316, p=0.012)，而GSA(p=0.321)和TSA(p=0.890)与RMR无关。bRMR显著大于bBSA(P＜0.001)，而显著小于bGSA(P＜0.001)，但与bTSA无显著差异(p=0.147)。
　　2. VF与OCPV随体重变化的尺度指数bVF、bOCPV分别为-0.260、1.046。控制体重后，VF与RMR显著正相关(P＜0.001)，而OCPV与RMR无关(p=0.063)。
　　3.25℃的RMR显著高于15℃的RMR(P＜0.001)，而BSA、GSA和TSA在两温度间均无显著差异(p＞0.05)。25℃的 VF和 OCPV均显著高于15℃的 VF和OCPV(P＜0.05)。25℃的bRMR和bVF显著小于15℃的(P＜0.05)，25℃的bBSA、bGSA与 bTSA均显著高于15℃的(P＜0.05)，而bOCPV在两温度间无显著差异(p=0.383)。
　　4.剪鳃再驯化1个月后的特定体重静止代谢率(Ms-RMR)显著低于剪鳃前、后，剪鳃前、后组间无差异。剪鳃前、后及再驯化1个月后的bRMR无显著差异(P＞0.05)。剪鳃后与再驯化1个月后的VF显著大于剪鳃前(P＜0.05)。剪鳃后与再驯化1个月后的OCPV显著大于剪鳃前的OCPV(P＜0.05)。剪鳃前、后及再驯化1个月后的bOCPV无显著差异(P＞0.05)。
　　5.饥饿1、2和4周后Ms-RMR均显著低于饥饿前水平，饥饿2周的Ms-RMR显著低于饥饿1周的(p=0.010)，而饥饿2和4周的Ms-RMR无显著差异(p=0.871)。饥饿1、2、4周后bRMR与饥饿前均无显著差异(P＞0.05)。
　　结论如下：
　　1. GSA与RMR无关，表明鲫的代谢尺度不受限于GSA。可能原因是静息状态下，只有部分鳃小片参与气体交换。bRMR与bTSA无差异，表明RMR和TSA随个体增大而变化的速率一致，推测与总热量散失相关的TSA限制bRMR。鲫的bGSA大于2/3，归因于鳃的多次折叠结构。此外，鲫的bBSA和bTSA也大于2/3。因此，鱼类的交换面积随体重的尺度指数不能简单假定为2/3。
　　2.温度不影响各面积参数；温度较高时，代谢水平较高，bRMR较低。因此，在控制面积效应后，验证了代谢水平对bRMR的负效应。
　　3. RMR与bRMR在剪鳃前、后均未发生变化，表明短时间内鲫可从剪鳃造成的损伤中恢复。鲫通过加快呼吸来满足剪鳃后代谢的需求，减少了每次呼吸获得的氧量，表明鲫的这种调节可在短期内完成。
　　4.饥饿不影响bRMR，表明饥饿对不同大小鱼体的效应相同。

目录

声明

缩略语表

第1章 综述

1.1代谢率及其与体重的异速关系

1.1.1 代谢率

1.1.2 体表面积假说及“Kleiber”法则

1.1.3 代谢生态理论

1.1.5代谢水平界限假说

1.1.6 “交换面积-代谢需求限制假说”

1.2 各层次交换面积对代谢尺度的影响

1.2.1 红细胞面积

1.2.3 鳃表面积

1.2.4 总表面积

1.3影响代谢尺度的其他因素

1.3.1 温度对代谢尺度的影响

1.3.2 溶氧对代谢尺度的影响

1.3.3 饥饿对代谢尺度的影响

1.3.4 其他因素

1.4 本研究的目的和意义

第2章 交换面积与代谢尺度的关系

2.1 引言

2.2 材料和方法

2.2.1 实验鱼的来源和驯化

2.2.2 代谢率的测定

2.2.3 各表面积参数的测定

2.2.4 实验过程

2.2.5 主要实验参数

2.2.6 统计方法

2.3 结果

2.3.1 各参数与体重的关系

2.3.2 表面积与代谢尺度的关系,

2.4 讨论

2.5 小结

第3章 不同处理对交换面积和代谢尺度的影响

3.1 引言

3.2 材料和方法

3.2.1 实验鱼的来源和驯化

3.2.2 代谢率的测定

3.2.3 表面积的测定

3.2.4 实验过程

3.2.5 主要实验参数

3.2.6 统计方法

3.3 结果

3.3.1 温度对交换面积和代谢尺度的影响

3.3.2 剪鳃对交换面积和代谢尺度的影响

3.3.3 饥饿对交换面积和代谢尺度的影响

3.4 讨论

3.4.1 温度对交换面积和代谢尺度的影响

3.4.2 剪鳃对交换面积和代谢尺度的影响

3.4.3 饥饿对交换面积和代谢尺度的影响

3.5 小结

参考文献

硕士在读期间发表论文情况

致谢