劉莎 ,黃小麗 ,李良玉 ,段惠民
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,四川 成都 611130;2.四川成都市農(nóng)林科學(xué)院水產(chǎn)研究所,四川 成都 611130)
小龍蝦,學(xué)名克氏原螯蝦(Procambarus clarkii),隸屬于十足目(Decapoda),螯蝦科(Cambaridae),原螯蝦屬(Procambarus)。小龍蝦是淡水經(jīng)濟蝦類,因肉味鮮美而廣受人們歡迎。小龍蝦屬于雜食性動物,其攝食范圍非常廣泛,包括水草、藻類、水生昆蟲、動物尸體等,食物匱缺時甚至?xí)韵鄽垰?。近年來,小龍蝦已經(jīng)成為我國重要的經(jīng)濟養(yǎng)殖品種。小龍蝦消費量的不斷增加,市場供不應(yīng)求,價格也逐年上漲,促進了小龍蝦人工養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。氨氮和亞硝酸鹽是反映水質(zhì)好壞的重要指標(biāo),同時也是水體中重要的有毒物質(zhì)。水體中氨氮、亞硝酸鹽過高都會直接或間接影響小龍蝦的生長繁殖、攝食行為、組織結(jié)構(gòu)完整和抗病能力等,甚至引起死亡。該文綜述近年來氨氮、亞硝酸鹽脅迫對小龍蝦行為、免疫功能、抗氧化功能等方面的影響的研究,以期為小龍蝦健康持續(xù)養(yǎng)殖提供相應(yīng)的基礎(chǔ)資料。
在小龍蝦的人工養(yǎng)殖過程中,隨著養(yǎng)殖密度、投餌量以及投餌率的增加,大量的剩餌、糞便和死亡腐敗的水生動植物沉積于池底,形成厚厚的沉積有機物,尤其在缺氧的條件下,這類含氮有機物被異養(yǎng)細菌分解,產(chǎn)生氨氮。隨著氨氮濃度的增加,在亞硝化細菌的作用下,氨氮會轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}。因此,在養(yǎng)殖中后期最易出現(xiàn)氨氮、亞硝酸鹽嚴(yán)重超標(biāo),往往造成小龍蝦出現(xiàn)缺氧、中毒和死亡等現(xiàn)象。
水中的氨氮有分子氨和離子銨兩種,分子氨的毒性大,并且受到溫度、pH 和鹽離子的影響較大,離子銨卻是無毒的,并且是水生植物的營養(yǎng)物質(zhì)。小龍蝦的排泄物、剩餌和動物尸體等含有大量蛋白質(zhì),被池塘中的微生物分解產(chǎn)生氨;另外,小龍蝦可以通過鰓向水體中排出體內(nèi)多余的氨;水體中溶氧急劇下降時,會發(fā)生反硝化反應(yīng),亞硝酸鹽、硝酸鹽等在反硝化細菌的作用下形成氨。
亞硝酸鹽是水環(huán)境中有機物分解的中間產(chǎn)物,是水體重要的有毒物質(zhì),也是制約苗種成活率和養(yǎng)殖動物健康生長的主要因子之一。在養(yǎng)殖過程中,小龍蝦排出的糞便,剩余的餌料,死亡的水草、藻類等含氮有機物,在異養(yǎng)性細菌的作用下生成氨等含氮物質(zhì),這些含氮物質(zhì)在亞硝化細菌的作用下轉(zhuǎn)化成亞硝酸,亞硝酸與一些金屬離子結(jié)合后形成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽的毒性基本不受溫度和pH 值的影響,但是隨著水體硬度和鹽度的降低,亞硝酸鹽的毒性增加,水體溶氧和一些離子也會影響亞硝酸鹽的毒性。需要注意的是,亞硝酸鹽會增加氨的毒性。
氨氮以分子氨和離子銨的形式存在于水體中。分子氨和亞硝酸鹽對小龍蝦的毒性很大,會通過鰓進入小龍蝦體內(nèi),降低血液的載氧能力,出現(xiàn)缺氧和中毒死亡等現(xiàn)象。氨氮和亞硝酸鹽的脅迫還會損害小龍蝦組織器官的正常結(jié)構(gòu),降低抗氧化酶活力和抗病能力。因此,長期氨氮、亞硝酸鹽脅迫會抑制小龍蝦的生長、繁殖、攝食,甚至造成中毒、死亡。
行為是動物適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應(yīng),是對周圍的生物和非生物環(huán)境的動態(tài)適應(yīng)。動物的行為從其功能可以分為取食行為、生殖行為、領(lǐng)域行為、攻擊和防御行為、社群行為和遷徙行為等。當(dāng)水體中某些環(huán)境因子變化時,養(yǎng)殖動物的行為就會受到影響。
有研究表明,隨著氨氮和亞硝酸鹽濃度的升高和暴露時間的延長,小龍蝦的死亡率顯著增加。氨氮和亞硝酸鹽暴露初期,小龍蝦狂躁不安、迅速逃逸,甚至出現(xiàn)間歇性痙攣的現(xiàn)象,隨著暴露時間的增加,小龍蝦體色變淡、活動微弱,呈昏迷狀,最終停止運動。死亡的小龍蝦體色明顯變化,由紅色變?yōu)榛野咨?,頭胸部與腹部分節(jié)明顯。不同濃度的氨氮和亞硝酸鹽對小龍蝦的攝食行為有明顯的影響。隨著濃度的增加,小龍蝦的攝食量、攝食時間、攝食頻次以及活動時間均呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢,尋食時間則呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢。
免疫反應(yīng)是無脊椎動物對氨氮和亞硝酸鹽暴露的重要反應(yīng)。有研究指出,氨氮和亞硝酸鹽暴露,會影響小龍蝦免疫系統(tǒng)的反應(yīng)強度,使小龍蝦血液和器官中的溶菌酶(LSZ)、酚氧化酶(PO)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(ALP)活性,以及血細胞的吞噬活性和細菌清除效率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。氨氮和亞硝酸鹽脅迫可增加免疫酶活性,但隨后降低,說明在暴露初期,小龍蝦為應(yīng)對環(huán)境因子改變作出反應(yīng),從而增加各種酶類的釋放,但是到了后期,由于組織受損、代謝失衡等原因,各種免疫酶類分泌減少。
抗氧化是抗氧化自由基的簡稱,是指任何以低濃度存在就能有效抑制或清除氧自由基的物質(zhì),其作用機理是直接作用在氧自由基,或是間接消耗容易生成自由基的物質(zhì),防止發(fā)生進一步氧化反應(yīng)。氨氮和亞硝酸鹽脅迫會影響小龍蝦各組織器官的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量,使其呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。氨氮和亞硝酸鹽能刺激機體產(chǎn)生過量的氧自由基,因此機體抗氧化系統(tǒng)需要產(chǎn)生更多的抗氧化酶來清除氧自由基,但是隨著暴露濃度的升高和時間的延長,機體抗氧化系統(tǒng)的清理能力低于產(chǎn)生氧自由基的速度,從而使其在體內(nèi)大量累積并對機體產(chǎn)生損傷,最終影響了抗氧化酶的進一步合成,表現(xiàn)出抑制作用。
氨氮和亞硝酸鹽是小龍蝦養(yǎng)殖中的主要脅迫因子之一,也是水質(zhì)檢測的一項重要指標(biāo),對小龍蝦的生長、繁殖、行為、代謝和免疫等方面有著重要的作用。在小龍蝦人工養(yǎng)殖過程中,隨著養(yǎng)殖密度的增加,機體排出的糞便和殘餌也會增加,糞便和殘餌等含氮有機物分解產(chǎn)生氨氮和亞硝酸鹽,這是氨氮和亞硝酸鹽產(chǎn)生和積累的主要原因。氨氮和亞硝酸鹽可以通過鰓組織進入機體,從而降低血細胞的載氧能力,并損害鰓和肝胰腺等器官的正常組織結(jié)構(gòu),刺激機體的免疫系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng),使機體物質(zhì)代謝和能量代謝紊亂、生長繁殖受阻、行為異常、抗病力下降,導(dǎo)致疾病頻發(fā)并引起大量死亡。