中华鳖的热生物学研究进展概述

张利双

(广西师范大学生命科学学院 桂林 541004)

邵伟伟*

(浙江省丽水学院生态学院 323000)

爬行动物的胚胎发育通常是在自然环境下进行的，会受到诸多环境因子的影响，其中环境温度是影响爬行类卵孵化、胚胎发育及个体成长最重要的因子之一[1，2]。阐明温度对动物各生活史阶段发生的影响，对濒危物种资源的保护和动物养殖业等均具有重要的意义。中华鳖(Pelodiscussinensis)俗称甲鱼，隶属于爬行纲(Reptilia)、龟鳖目(Testudines)、鳖科(Trionychidae)。中华鳖营养丰富，特别是蛋白质含量高，具有良好的食药两用价值，在我国已经成为一种重要的特种经济水产养殖动物。本文概述中华鳖热生物学研究进展。

1 中华鳖卵孵化的热生物学研究

早期相关研究主要采用恒定温度研究中华鳖胚胎发育过程中物质能量的动态变化[3]、卵孵化时间和成功率[4，5]、孵出幼鳖的物质能量利用[6]和表型特征[4，5]。然而，野外或养殖场中环境温度通常存在昼夜和季节性波动，为了更真实地反映自然状况，目前研究者常采用恒温等效(constant temperature equivalent, CTE)的实验设计来进行鳖卵孵化的热生物学研究[7]。

1.1 物质和能量的动态变化 杜卫国等[3]在30°C和220 kPa条件下对鳖卵孵化的热生物学进行了研究。在孵化过程中每7 d称一次卵重，孵化第10 d起每6 d剖卵并分离胚胎、卵黄和卵壳。结果显示，卵重在孵化期内基本稳定，表明卵与环境的水分交换不明显；胚胎在30～40 d利用卵内总能量最多，这与该时期内胚胎生长发育速率较快有关；卵黄和卵壳是胚胎发育所需的无机物的主要提供者。

1.2 温度对孵化时间和孵化率的影响 Du等[5]和 Ji等[5]在23°C～34°C范围内对鳖卵进行恒温孵化，发现随着孵化温度的升高，卵孵化时间呈非线性变化，23°C下卵孵化需97 d，而在34°C下时则仅需39 d；孵化温度(T)和卵孵化时间(IL)的回归方程为IL=0.51T2-34.49T+620.12，回归系数为0.998；相对较高而温和的恒温下卵孵化率较高，特别是在27°C～28°C的孵化温度下卵孵化率高达95%，34°C时为82%，而23°C时仅为44%。这表明过低的孵化温度对中华鳖胚胎发育有显著的抑制和致死效应。Li等[7]用CTE的实验设计孵化鳖卵，发现在温度波动范围较大的处理组(30°C±5°C)中鳖卵的孵化时间较长，特别是坡道式变温模式下需51 d。另外，该研究显示波动温度幅度较大对鳖卵孵化率具有显著的不利影响，不论是坡道式还是台阶式的变温模式下，±5°C处理组的卵孵化率仅有20%[7]。这些结果表明，选择温度波动较小且平均温度相对较高的温度范围进行中华鳖卵孵化能有效缩短孵化时间，提高孵化率。

1.3 温度对幼鳖物质能量利用的影响 杜卫国等[6]采用23°C～34°C范围内的7个恒温和1个波动温度孵化鳖卵，发现在温和温度(27°C～28°C)和波动温度下孵出的幼鳖有较高干物质、脂肪和能量转化率，故孵出幼体内所含无机物较多，幼体的躯干和脂肪体中测出的能量较高，而在23°C和34°C下孵出幼鳖的物质和能量转化率较低。该结果表明，在温和温度下孵出的幼鳖具有较高的生存潜力。

1.4 温度对孵出幼鳖表型特征的影响 研究显示，23°C～34°C范围内的恒温条件下所孵出幼鳖的个体尺寸比在温和温度条件下的相对较大，但后者依然大于在低温下孵化的幼鳖，例如在23°C下孵出幼鳖体重不足3.1 g，背甲宽度小于18 mm[4，5]。对幼鳖的运动表现情况的观察表明，在23°C恒温下孵出个体具有较差的运动能力，而其他温度间无显著差异[4]。Ji等[5]的研究显示，孵出幼鳖的个体大小并不影响后期的生长速率，但孵化温度具有显著作用，低温下孵出幼鳖的生长速率较快。另外，依据CTE设计的波动温度孵化实验下所孵出幼鳖个体大小和运动能力不论在坡道式还是台阶式变温模式下，±5°C处理组要明显低于±3°C处理组[8]。

2 中华鳖生理与行为的热生物学研究

2.1 幼鳖热耐受、体温和运动的热依赖性 孙平跃等[7]发现初生幼鳖的选择体温在干燥和潮湿环境下存在一定的差异，干燥环境下的选择体温比潮湿环境下要低约2°C；潮湿环境下幼鳖的耐受高温为41°C，耐受低温为8°C；在缺乏温度梯度的环境下幼鳖体温与环境温度较接近，表明其生理调温能力弱，而在温梯度环境下幼鳖通过行为调温能够维持较高而稳定的体温水平；幼鳖的运动能力受环境温度的影响显著，在一定范围内随温度的升高而增强，当温度过高时其运动能力又会受到抑制[8]。

2.2 胚胎的行为调温 以往认为变温动物的胚胎受卵壳限制且缺乏移动构造，因此大多数研究忽略对胚胎行为调温机制的探究[9]。最新研究显示，变温动物卵在自然环境下孵化，其胚胎具有一定的行为调温能力。Du等[10]开展了人工孵卵和模拟野外巢穴的孵卵实验来研究中华鳖胚胎的调温能力。人工孵卵实验中分为两个处理组，其中一组为热源稳定于卵的正上方，另一组的热源位置处于变动状态，结果显示稳定热源组中胚胎位于卵上方，而变动热源组中胚胎会随着热源位置的改变而发生移动，每日平均移动角度可达10°[10]。模拟野外巢穴的孵卵实验则显示，平面巢处理组的胚胎始终位于卵上方，而坡面巢内胚胎会随着阳光入射方向发生移动，而且阳光照射与胚胎位置的角度呈90°时的胚胎移动角度显著大于两者角度呈45°组。该实验结果表明，中华鳖卵的胚胎具有自身行为调温能力，且不影响孵出幼鳖的存活。此外，Zhao等[11]的研究发现，在胚胎时期发生行为调温会导致所孵出的幼鳖个体较小，这可能与行为调温需消耗较多能量有关。

3 展望

中华鳖作为我国重要的特种经济水产动物之一，其人工养殖已在全国各地广泛开展。深入研究中华鳖的热生物学，有利于中华鳖养殖技术的改进和更新。目前，大部分养殖场通常在自然温度下进行中华鳖的养殖，根据已有的热生物学研究可为养殖户提供如下可行性建议：①避免将孵化中鳖卵暴露于过低温度之下，以提高鳖卵孵化率；②相对稳定的孵化环境温度有利于提高孵化率、提高孵出幼鳖的品质；③固定孵化热源位置或避免阳光周期性照射有利于得到较大的幼鳖；④在幼鳖养殖过程中控制环境温度，提供温度梯度环境，以利于幼鳖行为调温和生长。

目前对于中华鳖的热生物学研究有了一定的进展，而胚胎行为调温的发现更是为研究者们提供了新的研究方向。但是，若要阐明中华鳖热生物学现象的内在分子机理，如热休克蛋白在中华鳖卵孵化、生理活动等方面的作用等，尚需进一步深入研究。