溫度和餌料種類對彩色金黃水母（Chrysaora colorata）螅狀體生長發(fā)育的影響

周強，王云忠，齊繼光，王瑋，李達

（青島海洋科技館，山東 青島 266003）

近年來，觀賞性水母人工繁育的研究受到極大關注。在眾多觀賞性水母中，刺胞動物門（Cnidaria）缽水母綱（Scyphomedusae）旗口水母目（Semaeostomeae）游水母科（Pelagiidae）金黃水母屬（Chrysaora）的彩色金黃水母（俗稱紫海刺）是各大海洋館科普展示的主要品種之一。彩色金黃水母主要通過有性繁殖和無性繁殖來維持或擴大水母種群數(shù)量，而出芽生殖、足囊生殖、橫裂生殖等無性繁殖方式是該物種提高種群數(shù)量的重要方式。雖然彩色金黃水母早已進入大眾視野，但現(xiàn)階段有關該物種的人工繁育研究較少，針對該物種人工保種的研究數(shù)據(jù)整理尚不完善，并未構建完善其餌料營養(yǎng)體系，且研究多集中于形態(tài)學、分類學和系統(tǒng)發(fā)育學領域[1]。目前，在人工條件下，主要通過水母螅狀體橫裂釋放碟狀體來獲得更多的水母成體，因此，針對該水母螅狀體生長條件及繁殖機制研究尤為重要。近年來，對水母的研究主要集中于造成水母暴發(fā)事件的幾個物種，如同為缽水母綱觀賞性水母的海月水母（Aurelia aurita）[2-9]和海蜇（Rhopilema esculenta）[10-17]，研究側重于探討環(huán)境因子對水母螅狀體種群數(shù)量變化的影響等。在諸多外界因素中，溫度條件和餌料水平是直接制約水母螅狀體種群數(shù)量變化的關鍵因素[18-23]。本文選取了缽水母綱旗口水母目的彩色金黃水母螅狀體為試驗對象，結合目前該水母人工繁育現(xiàn)狀及其在天然海域分布特點設置實驗條件，初步探討了溫度梯度和餌料營養(yǎng)水平對其水母螅狀體生長發(fā)育的影響，旨在為進一步開展缽水母綱觀賞性水母螅狀體長期保種繁育研究提供一定數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

彩色金黃水母螅狀體采自青島海洋科技館，取其長勢良好大小均等的水母螅狀體（出芽生殖后48 h）作為試驗對象。每個試驗組7 只，培養(yǎng)在1 L 的玻璃燒杯中。試驗用水為青島即墨鰲山灣的砂濾海水，鹽度（33±1），pH8.0，亞硝態(tài)氮含量小于0.02 mg/L，總氨氮含量小于0.05 mg/L。試驗餌料分別為鹵蟲（Artemia）無節(jié)幼體、凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）、安氏偽鏢水蚤（Pseudodiaptomus annandalei Sewell）。安氏偽鏢水蚤、鹵蟲無節(jié)幼體為青島水族技術協(xié)同創(chuàng)新研究中心人工孵化培養(yǎng)，凡納濱對蝦（活體）采購于市場。

1.2 方法

根據(jù)餌料種類及營養(yǎng)成分特點，選取鹵蟲無節(jié)幼體、凡納濱對蝦、安氏偽鏢水蚤3 種常見餌料。鹵蟲無節(jié)幼體組以每個水母螅狀體每次攝食10 只鹵蟲無節(jié)幼體的量為準[24]。凡納濱對蝦組和安氏偽鏢水蚤組的水母螅狀體攝入餌料量，以10 只鹵蟲無節(jié)幼體濕重等重的量為準。為確保每個水母螅狀體能夠充分攝食，采用特制滴管和解剖針將餌料輕輕移到水母螅狀體口盤邊緣的觸手處。實驗設15℃、20℃和25℃3 個溫度梯度。實驗前將全部水母螅狀體培養(yǎng)在智能光照生化培養(yǎng)箱黑暗培養(yǎng)。每組設3個平行，每天上午10：00 定時投喂一次，投喂4 h 后全部換水。試驗周期為60 d。與以往研究不同的是,此次試驗對新增水母螅狀體不做任何處理。

1.3 指標測定及數(shù)據(jù)分析

實驗期間，觀察并記錄水母螅狀體的狀態(tài)，包括水母螅狀體橫裂數(shù)、總螅狀體數(shù)、出芽量、出芽水母螅狀體數(shù)、釋放碟狀體數(shù)等。每天用顯微鏡（Olympus SZX16）觀察水母螅狀體的無性繁殖行為及生長，定期（每10 d 一次）測量水母螅狀體柄徑大小作為生長指標。柄徑指口面觀圓周最大水平面的直徑長，不為圓形時取直徑最大值與最小值的和的平均值。觀察發(fā)生出芽生殖和橫裂生殖釋放碟狀體的試驗組，計算其出芽生殖和橫裂生殖兩種無性繁殖方式所占比重變化。試驗數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準差（Mean±SD）表示，用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行處理，用SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同溫度和餌料種類對彩色金黃水母螅狀體柄徑生長的影響

鹵蟲無節(jié)幼體組中，15℃下和20℃水母螅狀體柄徑生長趨勢差異顯著（P＜0.05）；15℃下和25℃下水母螅狀體柄徑生長趨勢差異顯著（P＜0.05）；20℃下和25℃下水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）（圖1）。

圖1 鹵蟲無節(jié)幼體組不同溫度下螅狀體柄徑日生長變化Fig.1 Daily growth of the diameter of manubrium atdifferent temperatures in Artemia nauplii group

3 個溫度條件下，凡納濱對蝦組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異不顯著（P＞0.05）（圖2）。

圖2 凡納濱對蝦組不同溫度下螅狀體柄徑日生長變化Fig.2 Daily growth of the diameter of manubrium at different temperatures in Penaeus vannamei group

15℃和20℃下安氏偽鏢水蚤組中水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）；15℃和25℃下水母螅狀體柄徑生長趨勢差異顯著（P＜0.05）；20℃和25℃下水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）（圖3）。

圖3 安氏偽鏢水蚤組不同溫度下螅狀體柄徑日生長變化Fig.3 Daily growth of the diameter of manubrium at different temperatures in P.annandalei Sewell group

15℃下，鹵蟲無節(jié)幼體組和凡納濱對蝦組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異不顯著（P＞0.05）；鹵蟲無節(jié)幼體組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）；凡納濱對蝦組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）（圖4）。

圖4 15℃下不同餌料組螅狀體柄徑日生長變化Fig.4 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 15℃

20℃下，鹵蟲無節(jié)幼體組和凡納濱對蝦組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異顯著（P＜0.05）；鹵蟲無節(jié)幼體組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）；凡納濱對蝦組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）（圖5）。

圖5 20℃下不同餌料組螅狀體柄徑日生長變化Fig.5 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 20℃

25℃下，鹵蟲無節(jié)幼體組和凡納濱對蝦組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異不顯著（P＞0.05），其中凡納濱對蝦組水母螅狀體柄徑大于鹵蟲無節(jié)幼體組；鹵蟲無節(jié)幼體組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）；凡納濱對蝦組和安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體柄徑生長趨勢差異極顯著（P＜0.01）。試驗持續(xù)到25～30 d 時，各組水母螅狀體柄徑均停止生長（圖6）。

圖6 25℃下不同餌料組螅狀體柄徑日生長變化Fig.6 Daily growth of the diameter of manubrium in different groups at 25℃

2.2 溫度水平和餌料種類對水母螅狀體的影響

25℃下鹵蟲無節(jié)幼體組、25℃下凡納濱對蝦組、20℃下安氏偽鏢水蚤組和25℃下安氏偽鏢水蚤組均未發(fā)生橫裂的水母螅狀體。各組中僅15℃下安氏偽鏢水蚤組未出現(xiàn)出芽生殖現(xiàn)象，其余各組均啟動了出芽生殖。20℃下鹵蟲無節(jié)幼體組的總螅體數(shù)多于其他各組。僅3 組橫裂釋放了碟狀體，分別是15℃下鹵蟲無節(jié)幼體組、20℃下鹵蟲無節(jié)幼體組和15℃下安氏偽鏢水蚤組，其中15℃下鹵蟲無節(jié)幼體組釋放碟狀體數(shù)量最多，15℃下安氏偽鏢水蚤組僅釋放了少量的碟狀體（表1）。

表1 不同溫度水平和不同餌料組間水母螅狀體無性繁殖數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比Tab.1 Comparison of data on the asexual reproduction in polyps under diffenent temperature and bait style

實驗過程中，在同時出現(xiàn)出芽和橫裂生殖兩種無性生殖方式的組中，15℃下凡納濱對蝦組和20℃下鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體發(fā)生橫裂生殖比重均小于出芽生殖，20℃下凡納濱對蝦組水母螅狀體發(fā)生橫裂生殖和出芽生殖的數(shù)量相當，15℃下鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體發(fā)生橫裂生殖比重大于出芽生殖。15℃下凡納濱對蝦組中，水母螅狀體易啟動出芽生殖，且所占比重要高于20℃下。而鹵蟲無節(jié)幼體組中，15℃下水母螅狀體啟動橫裂生殖比重要高于20℃下（圖7）。

圖7 4 組水母螅狀體同時出現(xiàn)出芽生殖和橫裂生殖所占比重Fig.7 The ratio of the number of spitted and budding polyzoids in 4 groups

15℃和20℃下，3 個餌料組中水母螅狀體均啟動橫裂生殖，并產生了不同長度的裂節(jié)，但只有凡納濱對蝦組產生裂節(jié)后漸漸消失，并未釋放出碟狀體。25℃下，3 個餌料組直到試驗結束均未發(fā)生橫裂。15℃下凡納濱對蝦組水母螅狀體最先出現(xiàn)裂節(jié)并進入橫裂間期，且橫裂間期持續(xù)時間最長，最終僅橫裂釋放較少數(shù)量的碟狀體。20℃下凡納濱對蝦組水母螅狀體進入橫裂間期產生裂節(jié)，但未進入橫裂期，隨著時間的推移，直到裂節(jié)消失也未釋放碟狀體。安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體僅在15℃下啟動橫裂生殖，橫裂前期持續(xù)時間最長，橫裂間期持續(xù)時間最短（圖8）。

圖8 各組水母螅狀體橫裂前期、橫裂間期和橫裂期所用時間對比Fig.8 Comparison of the time spent in the prophase,interphase and transverse fissure period of the polyps of each experimental group

3 討論

3.1 溫度和餌料種類是影響彩色金黃水母螅狀體生長的關鍵因素

大量研究都證實水溫和餌料對缽水母綱水母螅狀體生長發(fā)育具有重要影響[25,26]。其中，溫度對缽水母綱水母種群生存影響最為關鍵。保種在10～20℃之間時，海月水母螅狀體的成活率達83%以上[2,3]，驗證了海月水母具有較強的廣溫性特點。Lju 等[9]研究認為，持續(xù)高溫（＞20℃）會導致海月水母螅狀體裂解死亡。而本試驗發(fā)現(xiàn)，彩色金黃水母螅狀體與海月水母螅狀體適溫性略有不同。在20℃下，彩色金黃水母螅狀體柄徑生長率較高，其他溫度下水母螅狀體生長較為緩慢且個體較小。試驗進行到第26 d 時，25℃下凡納濱對蝦組出現(xiàn)了螅狀體解體死亡現(xiàn)象，第37 d 鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體開始死亡，而安氏偽鏢水蚤組直到試驗結束未發(fā)生死亡現(xiàn)象，可適當考慮在人工保種條件下，雙重調控彩色金黃水母螅狀體的溫度和餌料來提高各個生長階段的種群數(shù)量。Ishii 等[5]在餌料營養(yǎng)水平研究中發(fā)現(xiàn)，當餌料水平降低時，不利于水母螅狀體的生長發(fā)育。試驗過程中發(fā)現(xiàn)，鹵蟲無節(jié)幼體組和凡納濱對蝦組水母螅狀體個體較大、生長速率較快，而安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體個體較小、生長速度較慢，這可能由于在攝入同等餌料量的前提下，安氏偽鏢水蚤作為鮮活餌料較鹵蟲無節(jié)幼體和凡納濱對蝦營養(yǎng)水平較低，并未積累過多的能量進行橫裂生殖和出芽生殖。但值得關注的是，直到實驗結束，安氏偽鏢水蚤組的各組都保持著100%的成活率，這說明彩色金黃水母螅狀體的存活期與攝食餌料種類存在某種程度上一定關系。25℃下鹵蟲無節(jié)幼體組和凡納濱對蝦組至試驗中期（第30 d 左右）水母螅狀體逐漸解體死亡。3 種餌料組顯示，水母螅狀體處于適宜溫度條件下攝食量較大、柄徑生長較快。長期高溫下會抑制水母螅狀體正常的生命活動，同時伴有進食后餌料外排現(xiàn)象。因此，滿足了適宜溫度和攝食充分兩個條件，對水母螅狀體個體生長發(fā)育意義重大。這與Thein 等[26]和孫明等[21,22]開展的缽水母綱水母螅狀體生長繁育受溫度和餌料共同作用和影響的結論相似，同時也間接地驗證了溫度和餌料是影響彩色金黃水母螅狀體存亡的關鍵因素。選擇鹵蟲無節(jié)幼體作為餌料，可在短期內通過水母螅狀體橫裂釋放碟狀體來擴大彩色金黃水母種群數(shù)量，但在人工長期保種中，可選擇凡納濱對蝦和安氏偽鏢水蚤等其他橈足類作為水母螅狀體的日常輔助餌料，以保障生物自身生理性能的穩(wěn)定，實現(xiàn)最大可能延長水母螅狀體的存活時間。這對該物種的長期保存及防止種質退化具有一定意義。

3.2 溫度水平和餌料種類對彩色金黃水母螅狀體橫裂生殖影響較大

橫裂生殖是缽水母綱水母通過無性繁殖擴大種群數(shù)量的重要方式之一。在環(huán)境因子對水母生長發(fā)育影響研究中，已證實了溫度和營養(yǎng)水平是決定水母螅狀體啟動橫裂生殖的最重要因素[10,11,21-23]。付志璐和王一兵[27]深入研究了溫度對水母螅狀體的橫裂開始時間（或預橫裂時間）、橫裂率和橫裂持續(xù)時間的影響，證實了高溫度下海月水母螅狀體橫裂持續(xù)時間較短，在較低溫度下持續(xù)時間較長。本試驗發(fā)現(xiàn)，溫度為15℃時，3 個餌料組中彩色金黃水母螅狀體均出現(xiàn)了橫裂期；20℃時只有鹵蟲無節(jié)幼體組出現(xiàn)橫裂期，而凡納濱對蝦組直到橫裂間期結束也未釋放碟狀體，安氏偽鏢水蚤組未出現(xiàn)橫裂；25℃時，3 個餌料組均未啟動橫裂生殖，這也再次證明了溫度是決定水母螅狀體進行橫裂生殖及橫裂時間持續(xù)長短的主要因素，同時，不同種類的餌料對螅狀體啟動橫裂生殖也起到了關鍵作用。Holst[25]研究發(fā)現(xiàn)，當水溫從5℃升到10℃時，金黃水母（Chrysaora hysoscella）和海月水母兩種水母種群中水母螅狀體數(shù)量占有較高的比例，而同等溫度條件變化下，霞水母屬（Cyanea）種類種群數(shù)則釋放較多數(shù)量的碟狀體。這與本試驗中鹵蟲無節(jié)幼體組和安氏偽鏢水蚤組中得出的升溫有利于促進螅狀體出芽生殖結論較為相似。但本試驗中發(fā)現(xiàn)，升溫（25℃）后彩色金黃水母螅狀體并未進行橫裂生殖，這與Lju 等[9]認為高溫（＞20℃）下海蜇螅狀體會通過產生更多數(shù)量的碟狀體，以及Holst[25]研究的相對升溫對霞水母屬釋放碟狀體具有積極影響規(guī)律存在明顯差異。研究結論的不同可能與不同水母對水溫的要求差異較大有關，亦或是在不同種類水母螅狀體啟動橫裂生殖存在一個明確的溫度分界線。正如Zhang 等[14]認為，當達到了一定溫度條件水母螅狀體才可啟動橫裂機制，如海蜇螅狀體溫升至13℃以上時才開始橫裂產生碟狀幼體，但并不是持續(xù)升高溫度就會提高水母螅狀體啟動橫裂生殖的幾率。在本試驗的3 個溫度下，只有25℃下各組水母螅狀體均未發(fā)生橫裂，20℃下鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體釋放橫裂碟狀體數(shù)多于15℃下。由此可見，15℃和20℃下升溫可以促進彩色金黃水母螅狀體橫裂釋放大量碟狀體，以提高種群數(shù)量，但當溫度達到一定的臨界值時，水母螅狀體停止橫裂生殖[14]。還有研究表明[23]，水母螅狀體個體的大小與其橫裂出的碟狀體數(shù)量密切相關。本試驗也證實了此觀點，15℃和20℃下鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體橫裂前期與其它組對比個體較大，其橫裂釋放碟狀體數(shù)量遠多于其他各組。

餌料種類對水母種群數(shù)量變化影響較大，餌料條件好有利于通過橫裂生殖擴大種群數(shù)量[3,6]，但當餌料營養(yǎng)水平匱乏時，橫裂體通常節(jié)盤數(shù)較少或是單節(jié)盤[28,29]。本試驗發(fā)現(xiàn)，鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體橫裂體節(jié)盤數(shù)較多，且釋放的碟狀體數(shù)最多，而凡納濱對蝦組雖然產生了裂節(jié)但并未橫裂更多數(shù)量的碟狀體。安氏偽鏢水蚤組也僅僅橫裂了很少的碟狀體且裂節(jié)較少。試驗證明3 種餌料對彩色金黃水母螅狀體繁育的影響明顯不同。野生水母螅狀體多吸附于基質或海底礁巖，營固著生活方式，屬雜食性海洋生物，而金黃水母屬的種類均是廣食性肉食動物[30]。橈足類可以作為水母及其螅狀體的優(yōu)質餌料，用于開展實驗室水母餌料營養(yǎng)研究[31]，這在一定程度上彌補了現(xiàn)階段人工保種條件下，新產生的水母螅狀體個體較小無法攝食鹵蟲無節(jié)幼體的不足。本試驗顯示，水母螅狀體對鹵蟲無節(jié)幼體和凡納濱對蝦鮮蝦肉粒的攝食效果和生長狀況優(yōu)于安氏偽鏢水蚤組，這說明前兩者作為主要攝食餌料更容易在短期內達到機體營養(yǎng)積累的目的。值得注意的是，25℃下試驗結束時安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體均未死亡，成活率高于其他兩種餌料組（同溫條件），且出芽生殖和橫裂生殖發(fā)生幾率較小，這對于水母螅狀體人工長期保種具有一定的積極影響。在試驗進中還發(fā)現(xiàn)，鹵蟲無節(jié)幼體組水母螅狀體橫裂期的裂節(jié)呈深紫色，安氏偽鏢水蚤組水母螅狀體橫裂期裂節(jié)呈淺紫色，凡納濱對蝦組水母螅狀體裂節(jié)呈乳白色，3 個餌料組水母螅狀體體色色差相差較大，這可能與所攝食餌料自身的顏色有關。

3.3 溫度條件和餌料種類決定著彩色金黃水母螅狀體出芽生殖和橫裂生殖交替發(fā)生

出芽生殖也是彩色金黃水母提高種群密度的一種重要方式。研究表明[16]，溫度的改變影響水母螅狀體的出芽生殖。在適宜生長的水溫下，升溫對大多數(shù)溫帶種水母的出芽生殖具有積極影響。同時，餌料水平也制約水母螅狀體無性繁殖的方式。Willcox 等[4]研究發(fā)現(xiàn)：海月水母螅狀體在溫度較高、餌料營養(yǎng)豐富時，主要通過水母螅狀體的出芽生殖來補充種群數(shù)量。在適宜生長條件下，水溫升高到26℃時，海月水母螅狀體出芽生殖效率也達到最高[23]。本試驗中發(fā)現(xiàn)，不同餌料及溫度條件下各組發(fā)生了出芽生殖現(xiàn)象。同一餌料組在不同溫度條件下，各組水母螅狀體雖然均發(fā)生出芽生殖現(xiàn)象，但橫裂率與出芽率比值差異較大：低溫下有利于水母螅狀體橫裂釋放碟狀體，如鹵蟲無節(jié)幼體組15℃和20℃下相較而言，其水母螅狀體橫裂率大于出芽率；高溫下則有利于水母螅狀體啟動出芽生殖，如鹵蟲無節(jié)幼體組15℃和20℃下，水母螅狀體進行出芽生殖的幾率均大于橫裂生殖。因此，當幽冥金黃水母（Chrysaora melanaster）螅狀體進行出芽和橫裂兩種無性生殖方式時，溫度將決定著哪種生殖方式發(fā)生幾率更大，這與王楠[32]關于海月水母螅狀體出芽和橫裂生殖之間能量分配主要受溫度調控的理論相似。本試驗中，同一溫度下，不同餌料種類影響幽冥金黃水母螅狀體出芽生殖的發(fā)生。15℃下，凡納濱對蝦組的水母螅狀體出芽生殖和橫裂生殖發(fā)生幾率大小規(guī)律與15℃下鹵蟲無節(jié)幼體組截然相反。試驗過程中，同一溫度下不同餌料組中，各組水母螅狀體初次出現(xiàn)出芽生殖現(xiàn)象所需時間也略有不同。20℃下，鹵蟲無節(jié)幼體組第14 d 體最先出現(xiàn)出芽生殖，凡納濱對蝦組是在第15 d，安氏偽鏢水蚤組是第27 d。攝食鹵蟲無節(jié)幼體及凡納濱對蝦的水母螅狀體更容易發(fā)生出芽生殖。Han 等[26]研究也表明，當餌料水平高時海月水母螅狀體可通過出芽生殖產生更多的水母螅狀體，而當營養(yǎng)不足時能加快誘導海月水母螅狀體橫裂釋放碟狀體，但不利于水母螅狀體種群的增長[18]。因此，水母螅狀體進行出芽生殖和橫裂生殖時均需要前期的能量積累并達到某種閾值方能實現(xiàn)。

3.4 結論

人工保種狀態(tài)下，溫度和餌料種類決定彩色金黃水母螅狀體無性繁殖種群數(shù)量。安氏偽鏢水蚤和凡納濱對蝦均可作為鮮活餌料用于彩色金黃水母螅狀體人工繁育。選擇鹵蟲無節(jié)幼體作為餌料，短期內可通過橫裂釋放大量碟狀體來增加種群數(shù)量?？呻A段性地選擇安氏偽鏢水蚤作為活體餌料，以達到延長水母螅狀體個體生命周期及預防種質資源惡化的目的。適宜生長溫度下，高溫抑制彩色金黃水母螅狀體的橫裂生殖和出芽生殖，而低溫則更有益于水母螅狀體啟動無性繁殖方式；在相對高溫條件下，攝食不同餌料種類的水母螅狀體生長發(fā)育無差異，但在低溫下，不同餌料組則差異較為明顯。