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代谢率与体重(M)的异速尺度关系是生理生态学的基础问题之一,解释该问题的学说众多,但存不少争议。“交换面积-代谢需求限制”假说认为,有机体存在“表面积与体积比”造成的交换限制和代谢活动造成的需求限制,二者的相对重要性限制动物个体的代谢尺度,交换面积较大的物种的代谢尺度指数较大。我们以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)和鲤(Cyprinus carpio)为研究对象,研究各种交换面积对代谢尺度的限制作用,测定了随M增加,各种鱼的静止代谢率(RMR)、鳃表面积(GSA)、体表面积(BSA)、总表面积(TSA)、呼吸频率(VF)、单次呼吸耗氧量(OCPV)、总鳃丝数(TGFN)、平均鳃丝长(AGFL)、平均鳃小片密度(ALD)和平均鳃小片面积(ASLA)等参数的变化,分析了各交换面积参数与代谢尺度的种间关系,以检验“交换面积-代谢需求限制”假说在种内代谢异速中的适用性。本研究的主要结果如下:1、随M增加,各种鱼的RMR均增大(p<0.05),草鱼、鲢、鳙和鲤的RMR的尺度指数(bRMR)分别为0.824、0.792、0.829和0.793。2、随M增加,各种鱼的GSA、BSA和TSA均增大(p<0.05),草鱼、鲢、鳙和鲤的bGSA分别为0.846、0.798、0.853和0.873,残差分析发现,鳙的RMR与GSA不相关(p=0.252),草鱼和鲢的RMR与GSA正相关(p<0.05),鲤的RMR与GSA负相关(p<0.05)。草鱼、鲢、鳙和鲤的bBSA分别为0.686、0.668、0.671和0.710,残差分析发现,草鱼(p=0.738)和鲢(p=0.286)的RMR与BSA不相关,而鳙和鲤的RMR与BSA负相关(p<0.05)。草鱼、鲢、鳙和鲤的bTSA分别为0.793、0.733、0.772和0.805。残差分析发现,鳙的RMR与TSA不相关(p=0.479),而草鱼、鲢和鲤的RMR与TSA正相关(p<0.05)。3、各种鱼的OCPV均与M正相关(p<0.05),草鱼、鲢、鳙和鲤的bOCPV分别为0.851、0.625、0.726和0.729。随M增加,草鱼(p=0.463)和鲤鱼(p=0.137)的VF无显著变化,而鲢和鳙的VF呈增加趋势(p<0.05)。4、随M增加,各种鱼的TGFN、AGFL和ASLA均增大(p<0.05),而ALD均减小(p<0.05)。5、在种间,特定体重静止代谢率(Ms-RMR)与bRMR无关(p=0.952),与GSA(p=0.802)、BSA(p=0.509)及TSA(p=0.657)也无关,与VF正相关(p=0.009)。GSA(p=0.186)及BSA(p=0.965)与bRMR也无关,控制种系效应后,相关性仍不显著(GSA:p=0.101,BSA:p=0.615)。TSA与bRMR无关(p=0.101),控制种系效应后,二者呈显著的正相关关系(p=0.015)。VF(p=0.798)及OCPV(p=0.862)与bRMR无关,控制种系效应后,相关性仍不显著(VF:p=0.789,OCPV:p=0.713)。结论:1、代谢水平接近的鱼类,TSA越大的物种,其bRMR值越大,支持“交换面积-代谢需求限制”假说。2、物种的代谢水平不受GSA、BSA及TSA的影响,种内代谢水平与TSA的关系也存在种间差异。3、各种鱼的BSA不与M2/3呈正比,bRMR值大于2/3,“体表面积假说”的依据存在明显缺陷,不能有效解释代谢异速问题。