李青 陳永祥
摘要:蝦、蟹等甲殼動(dòng)物作為變溫動(dòng)物,環(huán)境溫度(特別是水溫)的變化對(duì)其健康狀況、生理機(jī)能(包括存活、生長(zhǎng)、生殖和免疫應(yīng)答等)及行為影響很大。本文總結(jié)溫度對(duì)蝦蟹生長(zhǎng)發(fā)育、免疫和生殖等方面影響的研究進(jìn)展,以期為今后的相關(guān)研究提供參考。
關(guān)鍵詞:溫度;蝦蟹;生長(zhǎng)發(fā)育;免疫能力;生殖
中圖分類(lèi)號(hào): S966.1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A? 文章編號(hào):1002-1302(2019)10-0026-06
蝦蟹作為我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的重要品種,屬于甲殼動(dòng)物中體溫調(diào)節(jié)能力極弱的變溫動(dòng)物。20世紀(jì)80年代以來(lái),各種疾病給我國(guó)日益壯大的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)了巨大的損失。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,蝦蟹病害主要發(fā)生在春、夏季,病害的高峰期常常出現(xiàn)在環(huán)境條件的劇烈變化后。已有研究表明,環(huán)境因子變化是導(dǎo)致養(yǎng)殖生物免疫抗病能力降低的主要原因[1]。其中,水溫作為影響蝦蟹等水生甲殼動(dòng)物生存最重要的環(huán)境因子之一,不僅直接影響蝦蟹類(lèi)的代謝、生長(zhǎng)、蛻殼和存活等[2-4],而且還會(huì)影響鹽度、溶氧量等環(huán)境因子。因此,溫度成為制約蝦蟹養(yǎng)殖的重要因素,研究蝦蟹在溫度應(yīng)激狀態(tài)下的生理及行為特征,不僅可以完善蝦蟹相關(guān)的基礎(chǔ)生理研究,而且可以為指導(dǎo)蝦蟹人工養(yǎng)殖和防治病害提供科學(xué)依據(jù)。有關(guān)溫度對(duì)蝦蟹在生長(zhǎng)、存活、生理生化和能量代謝等方面的影響,人們已經(jīng)進(jìn)行了大量研究[5-11],并取得了一系列成果。本文綜述了溫度變化對(duì)蝦蟹生長(zhǎng)、發(fā)育和免疫等方面影響的研究進(jìn)展,豐富蝦蟹的基礎(chǔ)生理學(xué)資料,對(duì)蝦蟹的人工養(yǎng)殖具有指導(dǎo)作用,以期為今后相關(guān)的研究提供參考。
1 溫度對(duì)蝦蟹生長(zhǎng)發(fā)育的影響
1.1 蝦蟹對(duì)溫度的耐受性
Tettelbach等認(rèn)為,許多環(huán)境因子會(huì)對(duì)生物體的適應(yīng)能力產(chǎn)生影響,特別是溫度[12-13]。蝦蟹作為變溫動(dòng)物,本身缺少調(diào)節(jié)體溫的能力,其體溫和代謝隨著環(huán)境溫度的變化而變化。觀察蝦蟹對(duì)低溫和高溫的耐受程度,掌握其生長(zhǎng)發(fā)育與溫度的關(guān)系,可以為進(jìn)一步開(kāi)展人工育苗工作提供重要的理論指導(dǎo)。不同種類(lèi)蝦蟹對(duì)溫度的耐受情況如表1所示。
1.2 溫度對(duì)蝦蟹幼體生長(zhǎng)發(fā)育的影響
蝦蟹屬于變溫動(dòng)物,環(huán)境溫度會(huì)顯著影響其代謝水平和生理調(diào)節(jié)機(jī)制,因此,環(huán)境溫度對(duì)蝦蟹類(lèi)幼體生長(zhǎng)發(fā)育和存活率有很大的影響。在一定溫度范圍內(nèi),蝦蟹類(lèi)幼體發(fā)育速率和生長(zhǎng)速度隨著溫度的升高而加快。栗治國(guó)等發(fā)現(xiàn),脊尾白蝦在16~32 ℃范圍內(nèi),溫度越高,幼體體長(zhǎng)增長(zhǎng)率和變態(tài)存活率越高[28];此現(xiàn)象在青蝦[25]、太平洋白對(duì)蝦[29]、中華原鉤蝦[30]、克氏原螯蝦[24]和日本囊對(duì)蝦[23]等的研究中也有報(bào)道。Neuparth等認(rèn)為,溫度是影響鉤蝦(Gammarus locusta)生活史的最顯著因子,在適宜溫度條件下,高溫縮短了G. locusta的世代時(shí)間,提高了個(gè)體生長(zhǎng)率,提早性成熟和增加種群密度[31]。
但當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)蝦蟹自身的調(diào)節(jié)能力時(shí),過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致其生長(zhǎng)速率減慢[24-25,32-33]。水溫高于適溫時(shí),蝦蟹營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝率大于同化率,不能積累足夠的能量用于生長(zhǎng);同時(shí),高溫可能會(huì)影響蝦蟹正常的生理機(jī)能,導(dǎo)致其生長(zhǎng)受限,死亡率升高。朱小明等發(fā)現(xiàn),中華絨螯蟹和斑節(jié)對(duì)蝦幼體的大小和蛻皮存活率隨溫度的升高而降低[34];栗治國(guó)等報(bào)道,脊尾白蝦幼體在水溫升高至36 ℃時(shí),M2期幼體出現(xiàn)活力下降、死亡增多、生長(zhǎng)緩慢等現(xiàn)象,M5期幼體無(wú)法正常變態(tài)為仔蝦[28];馬盛群等在對(duì)日本沼蝦的研究中發(fā)現(xiàn),31 ℃高溫時(shí)幼體不規(guī)則游動(dòng)速度加快,垂直跳躍頻率明顯增加,變態(tài)死亡率高達(dá)88%[35]。這表明在高溫處理下,蝦蟹的幼體處于熱應(yīng)激狀態(tài)中,加快的新陳代謝消耗了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致幼體變態(tài)發(fā)育沒(méi)有足夠的物質(zhì)能量,無(wú)法進(jìn)入正常的蛻皮變態(tài)生理階段,最后死亡。蝦蟹幼體發(fā)育每個(gè)階段經(jīng)歷1次蛻皮,體質(zhì)量隨著甲殼長(zhǎng)度和寬度的增加而增加[36-37]。蛻皮過(guò)程不僅受內(nèi)分泌激素如蛻皮激素的調(diào)控,而且是一個(gè)消耗物質(zhì)能量的過(guò)程[38]。Anger等認(rèn)為,幼體是否積累了足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量是幼體能否進(jìn)入脫皮周期的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[39]。而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用與各種消化酶密切相關(guān),消化酶活性的高低決定著幼體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力,從而影響幼體生長(zhǎng)發(fā)育速度[40],這些酶活性又直接與溫度有關(guān)。
水溫低于適溫時(shí),蝦蟹攝食量減少,幼體發(fā)育持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、生長(zhǎng)緩慢,甚至?xí)霈F(xiàn)幼體相殘現(xiàn)象[41,28]。廖永巖等報(bào)道,三疣梭子蟹幼體在21 ℃時(shí)發(fā)育相當(dāng)慢,18 ℃以下時(shí)幼體
僅發(fā)育至幼體三期(Z3),5 ℃以下時(shí)僅能存活4 h[42];楊世平等發(fā)現(xiàn),將墨吉明對(duì)蝦幼蝦直接轉(zhuǎn)入19 ℃水中,幼蝦的攝食量減少,在 9 ℃ 和14 ℃的水中,幼蝦停止攝食,24 h后全部死亡[43];魏國(guó)慶等報(bào)道,溫度驟變顯著影響中華虎頭蟹溞狀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期幼體存活率[44];李銘等發(fā)現(xiàn),克氏原螯蝦2月齡幼體在5~6 ℃ 水溫時(shí)基本不攝食,但活動(dòng)還比較正常,在 1 ℃ 時(shí)不能正常活動(dòng),且不久就會(huì)死亡[24]。但楊世平等發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度漸變時(shí),墨吉明對(duì)蝦幼蝦仍能正常攝食[43];賈旭穎等在凡納濱對(duì)蝦中也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的現(xiàn)象[45]。這表明蝦蟹對(duì)低溫的適應(yīng)可能是一種被動(dòng)、休眠性的適應(yīng),溫度的劇烈變化對(duì)其損傷較大,溫度的漸變對(duì)其損傷較小。
2 溫度對(duì)蝦蟹免疫生理的影響
水體環(huán)境變化與水生動(dòng)物機(jī)體的抗氧化效應(yīng)密切相關(guān),是水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物養(yǎng)殖中常見(jiàn)的脅迫因子,其中溫度是最重要的因子之一[46-50]。溫度脅迫不僅可造成機(jī)體自由基代謝紊亂,損害機(jī)體細(xì)胞和組織正常的生理機(jī)能和免疫防御能力,直接影響水生動(dòng)物的新陳代謝,而且可對(duì)鹽度、溶氧量等其他環(huán)境因子產(chǎn)生影響,進(jìn)而導(dǎo)致水生動(dòng)物對(duì)病原生物的易感染性。
2.1 溫度變化對(duì)蝦蟹抗氧化能力的影響
在健康的生物體內(nèi),自由基的產(chǎn)生和消除處于動(dòng)態(tài)平衡中;但在逆境中,生物體受到脅迫會(huì)使細(xì)胞內(nèi)線粒體、微粒體和胞漿的酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生過(guò)多的活性氧和氧自由基,從而打破生物體內(nèi)活性氧代謝的平衡,如不及時(shí)清除就會(huì)對(duì)生物體造成傷害[51]。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,簡(jiǎn)稱(chēng)SOD)和過(guò)氧化氫酶(catalase,簡(jiǎn)稱(chēng)CAT)是生物體內(nèi)清除自由基的關(guān)鍵酶[52],可以反映機(jī)體清除自由基的能力[53]。其中,SOD屬于金屬蛋白酶,是機(jī)體免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,能阻斷脂質(zhì)過(guò)氧化作用,其活性受O2的調(diào)控。在受到輕度脅迫時(shí),生物體內(nèi)SOD活性通常升高;在受到重度脅迫或者長(zhǎng)時(shí)間脅迫時(shí),生物體內(nèi)SOD活性往往降低[54]。洪美玲等報(bào)道,水溫從20 ℃升至32 ℃時(shí),中華絨螯蟹血淋巴中的SOD活性在溫度變化6 h后呈升高趨勢(shì),而后逐漸下降[55];吳丹華等研究發(fā)現(xiàn),溫度驟變后,三疣梭子蟹血清中的SOD活性在3 h內(nèi)迅速降低,且隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),SOD活性均保持在較低水平[56];孫金輝等研究表明,當(dāng)溫度從24 ℃驟然降低到18 ℃時(shí),南美白對(duì)蝦仔蝦肌肉中的SOD活性急劇下降[57]。這可能是因?yàn)闇囟润E變作為一種外源性刺激能促使蝦蟹在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的活性氧,誘導(dǎo)機(jī)體內(nèi)SOD活性升高以清除超氧陰離子自由基、過(guò)氧化氫、單態(tài)氧和羥自由基等,但這種上升是暫時(shí)的,隨著生物機(jī)體受脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),SOD活性會(huì)逐漸下降。
CAT是一種酶類(lèi)清除劑,普遍存在于能呼吸的生物體內(nèi),其主要作用就是清除過(guò)氧化氫,將H2O2分解為H2O和O2,從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害。CAT活性會(huì)隨著pH值和溫度的變化而變化。孫金輝等研究表明,當(dāng)溫度從24 ℃驟降到18 ℃后,南美白對(duì)蝦仔蝦肌肉中CAT的活性急劇下降,在溫度改變前后活性差異極大[57];王天神等報(bào)道,克氏原螯蝦CAT活性隨著溫度的升高呈下降趨勢(shì),水溫超過(guò)30 ℃時(shí),其活性迅速降低[33];宋林生等報(bào)道,當(dāng)溫度從14 ℃驟升到28 ℃時(shí),中華絨螯蟹肝胰腺中的CAT活性急劇下降,6 h后基本達(dá)到最低值并趨于穩(wěn)定[17]。CAT活性降低標(biāo)志著生物機(jī)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)受到了一定程度的影響,自由基會(huì)增加,進(jìn)一步會(huì)損傷或破壞生物膜系統(tǒng),從而損害細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能[58]。
自由基過(guò)多會(huì)引起生物體氧化損傷,導(dǎo)致細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸和磷脂的比例發(fā)生變化,進(jìn)一步引起膜蛋白的破壞。丙二醛(malondialdehyde,簡(jiǎn)稱(chēng)MDA)作為脂質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物,可以反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)的過(guò)氧化程度和受氧化損傷程度[59]。洪美玲等研究發(fā)現(xiàn),中華絨螯蟹在經(jīng)受溫度驟變后,MDA的含量逐漸升高,到7 d時(shí)與應(yīng)激前的水平差異不顯著[55];孫金輝等報(bào)道,南美白對(duì)蝦仔蝦在溫度從24 ℃驟降到18 ℃后,肌肉中的MDA含量逐步增加[57];宋林生等研究表明,溫度逐漸升高后,中華絨螯蟹肝胰腺中的MDA含量逐漸增加[17]。這說(shuō)明生物體受到溫度脅迫后,機(jī)體抗氧化系統(tǒng)受損,引起脂質(zhì)氧化代謝產(chǎn)物的含量上升,MDA含量增加。
2.2 溫度變化對(duì)蝦蟹免疫能力的影響
與高等動(dòng)物相比,甲殼類(lèi)動(dòng)物缺乏免疫球蛋白介導(dǎo)的特異性免疫,其防御功能主要靠血細(xì)胞的吞噬和包囊等來(lái)完成。血細(xì)胞密度(total hemocyte count,簡(jiǎn)稱(chēng)THC)對(duì)甲殼動(dòng)物的免疫能力至關(guān)重要,會(huì)隨著生物體自身的狀況和環(huán)境條件發(fā)生變化,因此,甲殼動(dòng)物的健康狀況可以用THC來(lái)評(píng)價(jià)[60]。通常,甲殼動(dòng)物在最適環(huán)境條件下,THC最高;在受到溫度脅迫時(shí),THC會(huì)降低。Vargas-Albores等報(bào)道,當(dāng)溫度從18 ℃升高到32 ℃時(shí),黃腿蝦的血細(xì)胞密度顯著下降[61];Truscott等研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度從10 ℃升高到20 ℃并持續(xù)5 d時(shí),岸蟹的血細(xì)胞密度顯著增加[62];Gomez-Jimenez等研究發(fā)現(xiàn),龍蝦(Panulitrus interruptus)在水溫從19 ℃降到4 ℃時(shí),THC降低50%[63];Le Moullac等報(bào)道,紅額角對(duì)蝦在24 h內(nèi)水溫從 27 ℃ 降到18 ℃時(shí),血細(xì)胞數(shù)下降約40%[1]。這些研究結(jié)果說(shuō)明,甲殼動(dòng)物的THC與溫度密切相關(guān)。水溫升高,會(huì)使蝦蟹機(jī)體內(nèi)的代謝加快,細(xì)胞活動(dòng)變活躍,免疫學(xué)上表現(xiàn)為T(mén)HC升高;但溫度過(guò)高或過(guò)低,會(huì)抑制甲殼動(dòng)物體內(nèi)酶的活性,使代謝活動(dòng)和細(xì)胞活動(dòng)降低,THC降低。
隨著受脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),甲殼動(dòng)物THC的變化呈現(xiàn)出不規(guī)律的現(xiàn)象。洪美玲等報(bào)道,中華絨螯蟹在不同水溫下THC的變化過(guò)程比較復(fù)雜,不是單一的增加或降低[55];Pascual等研究發(fā)現(xiàn),白濱對(duì)蝦在水溫從24 ℃升高到33 ℃且持續(xù)8 d時(shí),THC表現(xiàn)出一種周期性波動(dòng)過(guò)程[64]。這說(shuō)明蝦蟹在受到溫度脅迫時(shí)會(huì)啟動(dòng)一系列復(fù)雜的反應(yīng)來(lái)應(yīng)對(duì),溫度脅迫可能會(huì)阻礙血細(xì)胞的生成,導(dǎo)致血細(xì)胞密度降低,但血細(xì)胞在組織細(xì)胞間的遷移又可能會(huì)引起循環(huán)系統(tǒng)中血細(xì)胞濃度的增加。
吞噬作用作為生物體最古老最基本的防御機(jī)制,是機(jī)體清除異物的重要途徑,溫度的升高對(duì)血細(xì)胞的吞噬能力有一定影響。吞噬作用過(guò)程中會(huì)消耗大量氧,引起呼吸暴發(fā),導(dǎo)致活性氧和氧化代謝產(chǎn)物增加。這些活性氧和氧化代謝產(chǎn)物作為強(qiáng)氧化劑一方面可以殺死異物,對(duì)機(jī)體起到保護(hù)作用;另一方面也會(huì)損傷機(jī)體自身的組織和細(xì)胞,使機(jī)體免疫防御能力降低。溶菌酶(lysozyme,簡(jiǎn)稱(chēng)LSZ)作為一種水解酶,是吞噬細(xì)胞殺菌的物質(zhì)基礎(chǔ),廣泛存在于各種生物體內(nèi)的不同組織、體液和分泌物中,可以用來(lái)衡量生物體的非特異性免疫能力[65]。溫度變化對(duì)LSZ的活性有重要影響。姜令緒報(bào)道,溫度變化能抑制凡納濱對(duì)蝦的溶菌酶(lysozyme,簡(jiǎn)稱(chēng)LZM)活性,導(dǎo)致溶菌活性下降[66];丁小豐等報(bào)道,鋸緣青蟹在25 ℃時(shí)血清中LZM活性最高,低于或高于25 ℃時(shí)LZM活性均下降[67]。酚氧化酶(phenoloxidase,簡(jiǎn)稱(chēng)PO)作為甲殼類(lèi)動(dòng)物中一種重要的非特異性免疫因子,一般以無(wú)活性酚氧化酶原(proPO)形式存在于蝦蟹體內(nèi)的血淋巴中,不同物種來(lái)源的PO,分子量、最適溫度、激活劑和抑制劑均不相同[68]。目前,有關(guān)proPO的激活因素還有待進(jìn)一步研究。
3 溫度對(duì)蝦蟹生殖的影響
甲殼動(dòng)物的蛻皮和生殖均受溫度的影響,越是低等的種類(lèi),受溫度的影響越大,因此,水溫是調(diào)控甲殼動(dòng)物生殖生理的重要因素[69]。
3.1 溫度對(duì)蝦蟹胚胎發(fā)育的影響
蝦蟹類(lèi)的胚胎發(fā)育是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的生理過(guò)程,除了受親本的影響外,外界環(huán)境條件對(duì)其也有重要影響,特別是溫度不僅影響胚胎發(fā)育的時(shí)間[20],而且影響其發(fā)育的質(zhì)量和速率[28,70-71]。
已有研究表明,生物體的溫度只有在生物學(xué)零度以上時(shí)才能開(kāi)始發(fā)育和生長(zhǎng)[72]。不同物種由于生活環(huán)境不同,胚胎發(fā)育的生物學(xué)零度各不相同。梁俊平等報(bào)道,脊尾白蝦胚胎發(fā)育的生物學(xué)零度為12.18 ℃[70];曾朝曙等認(rèn)為,鋸緣青蟹胚胎發(fā)育的生物學(xué)零度為5.60 ℃[20];呂佳等發(fā)現(xiàn),克氏原螯蝦胚胎發(fā)育的生物學(xué)零度為11.70 ℃,二者略低于脊尾白蝦[73];擬穴青蟹和東方扁蝦胚胎發(fā)育的生物學(xué)零度稍高于脊尾白蝦,分別為15.70 ℃[74]和13.50 ℃[75]。
在胚胎發(fā)育過(guò)程中,卵黃物質(zhì)作為主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,在各種消化酶的水解作用下,一方面為胚胎發(fā)育提供能量,另一方面為構(gòu)建胚胎組織、器官提供必需的物質(zhì)[76]。而溫度會(huì)影響這一系列反應(yīng)過(guò)程中各種酶的活性,進(jìn)一步會(huì)影響孵化時(shí)間。在適宜的溫度范圍內(nèi),溫度越高,胚胎發(fā)育速度越快;溫度越低,胚胎發(fā)育速度越慢[77]。王桂忠等發(fā)現(xiàn),東方扁蝦在水溫22~31 ℃的條件下,隨著溫度的升高,胚胎發(fā)育時(shí)間從43 d縮短為 21 d[75];邢克智等在青蝦胚胎發(fā)育的研究中發(fā)現(xiàn),在22~32 ℃ 范圍內(nèi),22 ℃時(shí)胚胎發(fā)育所需時(shí)間為429.8 h,32 ℃ 時(shí)縮短為220.4 h[78];梁俊平等研究了不同溫度對(duì)脊尾白蝦胚胎發(fā)育的影響,發(fā)現(xiàn)受精卵在15~28 ℃條件下,孵化時(shí)間從41 d縮短為10 d[70];韓曉磊等在對(duì)克氏原螯蝦的研究中發(fā)現(xiàn),溫度在20~30 ℃內(nèi)時(shí),胚胎孵化時(shí)間隨著溫度的升高而縮短[79]。在鋸緣青蟹、紅螯光殼螯蝦和長(zhǎng)毛對(duì)蝦受精卵孵化所需時(shí)間與溫度關(guān)系的研究中也得到了類(lèi)似的結(jié)論。
蝦蟹類(lèi)的胚胎發(fā)育有一個(gè)溫度耐受范圍,當(dāng)水體溫度超過(guò)某一臨界值(過(guò)高或過(guò)低)時(shí),胚胎發(fā)育將會(huì)受到抑制,導(dǎo)致畸變甚至死亡。紅螯螯蝦胚胎在22 ℃以下或 35 ℃以上時(shí),均不能正常發(fā)育[80];脊尾白蝦在孵化溫度超過(guò)30 ℃時(shí),不能順利孵化出幼體[70],溫度超過(guò)28 ℃時(shí),幼體變態(tài)存活率大大降低,溫度達(dá)到 36 ℃時(shí),幼體將無(wú)法變態(tài)[28];日本沼蝦在34 ℃時(shí)胚胎發(fā)育時(shí)間延長(zhǎng),溫度達(dá)到36 ℃時(shí),胚胎則不能完成發(fā)育[78];人工孵化東方扁蝦時(shí),溫度在34 ℃時(shí),胚胎1周后就呈解體狀,溫度達(dá)到37 ℃時(shí),1~2 d就呈解體狀[75]。這可能是由于蝦蟹類(lèi)在胚胎發(fā)育過(guò)程中,溫度超出胚胎耐受范圍時(shí),胚胎內(nèi)某些酶的活性受到抑制甚至喪失,導(dǎo)致新陳代謝的紊亂[78]。
3.2 溫度對(duì)蝦蟹性腺發(fā)育的影響
在生物進(jìn)化的過(guò)程中,蝦蟹類(lèi)形成了較為完善的生殖調(diào)控系統(tǒng),受神經(jīng)肽、激素和神經(jīng)遞質(zhì)等多種激素的調(diào)控,這些激素水平會(huì)隨著溫度、鹽度等環(huán)境因子的變化而作出調(diào)整,使蝦蟹類(lèi)在最佳的環(huán)境條件下進(jìn)行生殖。其中,溫度通過(guò)調(diào)控激素合成與分泌水平,參與調(diào)控甲殼動(dòng)物的蛻皮和性腺成熟等生殖過(guò)程。
溫度是誘導(dǎo)短溝對(duì)蝦和桃花對(duì)蝦成熟和排卵的主要因子,20~28 ℃可誘導(dǎo)短溝對(duì)蝦成熟以及雌體在蛻皮周期內(nèi)多次排卵。低溫(<25 ℃)會(huì)對(duì)南美藍(lán)對(duì)蝦和斑節(jié)對(duì)蝦的交配和成熟產(chǎn)生明顯的消極影響。Pascual等研究發(fā)現(xiàn),24~27 ℃會(huì)推遲口對(duì)蝦精原細(xì)胞的惡化和黑化作用,急性高溫33 ℃會(huì)明顯影響其精子質(zhì)量[64]。徐加元等對(duì)克氏原螯蝦的研究發(fā)現(xiàn),在22~28 ℃之間,水溫升高可以促進(jìn)性腺成熟[81]。Carmona-Osalde等研究發(fā)現(xiàn),在16~25 ℃范圍內(nèi),溫度升高可以促進(jìn)美洲原螯蝦(Procambarus llamasir)卵巢的發(fā)育[7]。水溫在15~25 ℃ 范圍內(nèi),青蟹的抱卵率隨著溫度的升高而提高,超過(guò) 25 ℃ 時(shí),抱卵率提高但抱卵質(zhì)量下降[82]。這些都表明,水溫是影響蝦蟹性腺發(fā)育的重要因素。只有超過(guò)一定的溫度,蝦蟹才能完成性腺發(fā)育;在一定溫度范圍內(nèi),水溫越高,蝦蟹的性腺發(fā)育質(zhì)量就越好。
綜上所述,環(huán)境溫度與蝦蟹類(lèi)的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫能力和生殖等有著密切的關(guān)系,開(kāi)展蝦蟹在溫度應(yīng)激狀態(tài)下的生理及行為特征方面的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論價(jià)值。近年來(lái),蝦蟹養(yǎng)殖區(qū)屢次遭遇寒潮和倒春寒,導(dǎo)致蝦蟹大批死亡,給蝦蟹養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。相反,溫度的驟然升高又容易導(dǎo)致蝦蟹滋生一些微生物,誘導(dǎo)病害的發(fā)生。因此,加強(qiáng)這方面的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)蝦蟹對(duì)溫度變化應(yīng)激相關(guān)機(jī)制研究的基礎(chǔ)較為薄弱,對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和養(yǎng)殖措施在緩解蝦蟹溫度應(yīng)激中的作用效果、機(jī)制及應(yīng)用研究缺乏理論依據(jù),今后應(yīng)在這方面加強(qiáng)研究。
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