pH和盐度对黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的影响

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  摘要 在正常盐度不同pH、正常pH不同盐度和相同水温23.2~25.7 ℃的条件下,研究pH和盐度对黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的影响。结果表明,当pH为7.6~8.0时,盐度在4.0~7.0 g/L范围内对变态期蝌蚪96 h内存活率无明显影响(均在80%以上),盐度对变态期蝌蚪的24、48、72、96 h TLm值分别为8.99、8.25、7.99和7.64 g/L,安全浓度为2.17 g/L 。在不同pH试验条件下,黑眶蟾蜍变态期蝌蚪适宜生存的pH为3.6~10.4,pH对变态期蝌蚪24、48、72、96 h TLm值分别为10.90、10.76、10.57和10.50,最低耐受限为3.21,最高耐受限为 12.67。
  关键词 黑眶蟾蜍;变态期蝌蚪;盐度;pH
  中图分类号 S917 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)17-0092-04
  doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.025
  Abstract The effects of pH and salinity on tadpoles of Bufo melanostictus Schneider during metamorphosis stage were carried out under the conditions of normal salinity with different pH values, normal pH values with different salinities and the same water temperature of 23.2-25.7 ℃. The results showed that when the pH value was 7.6-8.0, the salinity in the range of 4.0-7.0 g/L had no significant effect on the survival rate of tadpoles in the metamorphosis stage (all reached more than 80%).TLm values of 24, 48, 72, 96 h were 8.99, 8.25, 7.99, 7.64 g/L, respectively, and the safe concentration was 2.17 g/L. Under different pH experimental conditions, the suitable pH range for tadpoles in metamorphosis stage was 3.6-10.4 and TLm value of pH value were 10.90, 10.76, 10.57 and 10.50, respectively. The minimum resistance limit was 3.21, the highest resistance limit was 12.67.
  Key words Bufo melanostictus Schneider;Tadpoles in metamorphosis stage;Salinity;pH
  黑眶蟾蜍(Bufo melanostictus Schneider)隸属两栖纲(Amphibia)无尾目(Anura)蟾蜍科(Bufonidae)蟾蜍属(Bufo)[1]。黑眶蟾蜍个体较大,能在不同环境下生存,是我国南方常见的一种无尾两栖动物。它既能捕食害虫,其蟾酥在中药里有很高的药用价值。当前,国内每年能采购的蟾酥量仅能满足需求的50%,故在国内发展蟾蜍的人工育种具有较大的潜力[1]。目前,关于水环境因子对黑眶蟾蜍蝌蚪的影响报道主要集中在环境污染后的水中化学物质(如金属离子、洗涤剂、杀虫剂[2-5]等)对其生长发育的研究,而有关盐度和pH对其变态期蝌蚪的影响研究报道较少。笔者研究了pH和盐度对肇庆地区黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的影响,以期对黑眶蟾蜍变态期蝌蚪生态学资料进行补充和完善。
  1 材料与方法
  1.1 试验材料
  试验所用材料黑眶蟾蜍蝌蚪为长出前后四腿且尾巴还未退化的变态期蝌蚪,2019 年 4 月初取自肇庆学院生物园水池,使用pH计测定变态期蝌蚪原生长环境的pH(9.00~9.17),蝌蚪无伤病,体质健康,体长(18.1±4.7)mm,体重(313.4±85.3)mg。试验前,先将蝌蚪放入已备好装有原池水的塑料箱中暂养2 d,试验专用容器为350 mL的塑料盒,试验用水为澄清池沼水,pH为7.6,试验期间水温为23.7~24.3 ℃,室温为24.2~24.7 ℃。
  1.2 试验方法
  1.2.1 pH单因素急性毒性试验。pH单因素急性毒性试验分为预试验和正式试验。根据算术序列[6]的方法进行了初步试验,并在3.0和12.0之间设置了20个梯度组,公差为0.5,每组随机投入10尾变态期蝌蚪。 预试验中,pH 3.0组的变态期蝌蚪在放入水中2 h内全部死亡,而pH 12.0的变态期蝌蚪在10 min内全部死亡,pH 11.5的变态期蝌蚪在12 h内全部死亡,而pH 11.0的变态期蝌蚪在24 h内也全部死亡。变态期蝌蚪在pH 6.5~9.0时可存活96 h。
  根据预试验各组死亡情况可知,变态期蝌蚪在pH<3、pH>11的环境中无法长时间存活,从而确定了正式试验pH梯度组为12组,分别为3.1、3.3、3.5、3.7、3.9、9.9、10.1、10.3、10.5、10.7、10.9和11.1,并设置1个对照组(蝌蚪饲养池水),pH 为7.6,每个梯度再设1次重复,每组随机投入15尾变态期蝌蚪,其结果取平均值。为了防止水质pH的变化,试验期间每12 h用已准备好的澄清池沼水更换1/3水,并用0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L NaOH来调节pH,使用PHS-3C pH计检测pH。试验期间不投饵,随机观察、记录变态期蝌蚪的状况表现,记录各组具体死亡时间,清除死亡个体,每24 h统计死亡尾数(蝌蚪死亡标准为身体翻身沉入水底,丧失游泳能力,对外界刺激(如针刺)无反应)。采用“算术比例法”[7]计算出变态期蝌蚪24、48、72、96 h 平均耐受限(TLm),即半致死值(LC50)、全致死值(LC100)、零致死值(LC0)。   1.2.2 盐度单因素急性毒性试验。按几何级数间距[6],以水中氯化钠含量作为盐度指标(氯化钠为市售食用精盐),设置8个预备试验组,盐度分别为25.629、17.086、11.390、7.593、5.063、3.375、2.250和1.500 g/L,每组随机投入10尾变态期蝌蚪。预试验结果表明,黑眶蟾蜍变态期蝌蚪在盐度分别为25.629和17.086 g/L的条件下,4 h内全部死亡;当盐度在5.063 g/L以下时,96 h内变态期蝌蚪全部存活。盐度为25.629 g/L的试验组中,变态期蝌蚪放入水中18 min时开始出现死亡,30 min时全部死亡;盐度17.086 g/L的试验组在2 h30 min时出现死亡,4 h 12 min全部死亡;盐度11.390 g/L的试验组变态期蝌蚪在放入水中12 h后出现4尾死亡,24 h内全部死亡;盐度7.593 g/L的试验组在90 h11 min出现第1尾蝌蚪死亡。
  根据预试验结果,在盐度4.0~12.0 g/L设置9个浓度梯度和1个对照组,每个梯度组再设置1次重复,每组随机投放15尾变态期蝌蚪。整个试验期间各组均保持在与蝌蚪池相同pH(7.6~8.0)的水环境中,试验期间不换水、不投饵,观察、记录并计算半致死值(LC50)、全致死值(LC100)、零致死值(LC0),安全浓度(SC)的计算公式为 SC=48 h LC50×0.3/(24 h LC50/48 h LC50)2 [8]。
  2 结果与分析
  2.1 pH对黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的影响
  由表1可知,黑眶蟾蜍变态期蝌蚪在pH为3.1~3.9时,死亡率先随着pH的升高而下降,在pH 9.9~11.1时死亡率又随着pH的继续升高而增加,在pH 3.5~10.5时变态期蝌蚪至少可存活96 h;在pH 3.9~10.3時,变态期蝌蚪可以毫无影响地存活96 h(存活率均为100%),试验期间在塑料碗中一直保持着活跃状态;同时,黑眶蟾蜍变态期蝌蚪对0.2的pH变化幅度较为敏感。pH 3.1的试验组变态期蝌蚪放入1 h 30 min开始出现死亡,死亡时腹部皮肤呈白色,腿部及尾巴呈灰白色,且肚皮已破,露出肠子,仰面沉于水底。pH 10.9的试验组变态期蝌蚪放入2 h开始出现死亡,pH 10.7的试验组变态期蝌蚪在96 h内全部死亡,且死亡个体尾部缠绕在一块,个体尾巴弯曲或断为两段,这是酸碱中毒的表现。中毒表现为身体侧翻,或仰面沉于水底,活动能力很弱,但用镊子碰它时会颤动,尾部摇动,但摆动幅度不大,接近死亡。蝌蚪从出现中毒现象到真正死亡需要1~2 h。由表1可知,蟾蜍变态期蝌蚪对pH的适应性有酸性适应范围和碱性适应范围,用“算术比例法”[7]得出酸性适应范围24、48、72、96 h的平均耐受限(TLm)逐渐升高,而碱性适应范围24、48、72、96 h的平均耐受限(TLm)逐渐降低。
  2.2 盐度对黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的影响
  该试验测定了不同盐度下黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的死亡率、致死值和安全值(表2)。采用“算术比例法”[7]得出24、48、72、96 h的TLm值分别为8.99、8.25、7.99和7.64 g/L,安全浓度为2.17 g/L,黑眶蟾蜍变态期蝌蚪对盐度的最高耐受限(24 h LC100)为10.42 g/L,适应盐度上限(24 h LC0)为7.39 g/L。试验期间,除4.0~8.0 g/L的盐度组和对照组外,其余组各变态期蝌蚪的死亡率均为100%;当盐度为4.0~7.0 g/L时,对96 h死亡率无明显影响(死亡率均低于或等于20%),而且变态期蝌蚪较为活跃,常在水面游动。其他各盐度组随着盐度的升高,变态期蝌蚪的死亡速度加快,死亡率增加。同一组24~96 h变态期蝌蚪的盐度致死值逐渐降低。盐度分别为10、11、12 g/L的高盐度组,变态期蝌蚪放入后就会不断有长条状粪便排出,并出现狂游、乱窜现象,数小时后发现变态期蝌蚪反应变得迟钝,游动缓慢,逐渐失去平衡,最后死亡。
  3 讨论
  3.1 pH对蟾蜍变态期蝌蚪的影响
  从不同pH对蟾蜍变态期蝌蚪的影响试验结果来看,酸性范围24 h LC100值和碱性范围72 h LC100值分别为最低耐受限和最高耐受限(pH为3.21和12.67),酸性范围96 h LC0值与碱性范围96 h LC0值区间为蟾蜍变态期蝌蚪适宜生存的范围(pH 3.70~10.32),与前人研究报道中国林蛙(Rana chensinensis)蝌蚪适宜生存的pH为4.3~9.7相比[8],黑眶蟾蜍变态期蝌蚪比中国林蛙蝌蚪有更广的pH的适应能力范围,对酸、碱的耐受能力更强,故也同样适合生存于渔业水质标准的pH范围(6.5~8.5)内。从pH对鲢鱼鱼苗、中国林蛙蝌蚪的24、48和96 h LC50值来看,蟾蜍变态期蝌蚪对pH的适应能力略高于一般淡水鱼类及中国林蛙蝌蚪,这可能与它们的生活环境有关。淡水鱼类只生活在淡水环境中,其生活范围有一定的局限性,中国林蛙蝌蚪生活在上述稳定的水体环境中,而蟾蜍在田间、池塘、水沟、山间等潮湿地带均有分布,属广布种,这些水体pH波动较大,它可能长期受到环境驯化,从而导致对水体pH的适应范围更广,适应能力更强。因此,在人工养殖蝌蚪中的调节pH或预防和治疗某些病害过程中可将pH范围扩展得更广,但控制在6.5~9.0内较好。
  3.2 盐度对蟾蜍变态期蝌蚪的影响
  蟾蜍变态期蝌蚪适合生活在有适当盐度的水环境中,不同盐度的水具有不同的渗透压,水盐度变化可以改变蝌蚪与环境的渗透关系,达到极限时可引起生命过程的破坏,严重时会引起死亡,这与淡水鱼类是相似的[9]。同一浓度组24~96 h蝌蚪的盐度致死值逐渐降低,这也说明蝌蚪在适当高的盐度水体中经过一段时间的适应,其适应能力明显提高。
  在与该试验条件基本相同的情况下,一些淡水鱼、虾类[如麦穗鱼、鲫、中国对虾(幼虾)、草鱼、鲢、鲢/鳙(鱼苗)]的24、48、72、96 h LC50值和SC值[10-16]如表3所示,而蟾蜍变态期蝌蚪对盐度的24、48、72、96 h LC50分别为8.99、8.25、7.99和7.64 g/L,安全浓度为2.17 g/L,在盐浓度为4.0~7.0 g/L时对蝌蚪96 h内存活率无明显影响(均在80%以上),结果表明蟾蜍变态期蝌蚪对盐度具有一定的适应能力,而其对盐度的24、48、72、96 h LC50值比一些淡水鱼类、虾类[6,10-14,17-19]低得多。这表明蟾蜍变态期蝌蚪对盐度的适应性比淡水生物弱,安全浓度较低,是一种狭盐性和低耐盐的生物。   中国林蛙蝌蚪对盐度的24、48、72、96 h LC50值分别为8.79、7.12、5.64和3.83 g/L,SC值为1.73 g/L,盐度在2.0~3.0 g/L时对蝌蚪96 h存活率没有明显影响[16],黑眶蟾蜍变态期蝌蚪的24、48、72、96 h LC50值及安全浓度均高于林蛙蝌蚪,故黑眶蟾蜍变态期蝌蚪对盐度的适应能力略高于中国林蛙蝌蚪,这可能与黑眶蟾蜍变态期蝌蚪生长环境有关,中国林蛙是分布在东北长白山区的特有种,蝌蚪阶段长期生活在山泉溪流中,属于缺盐水体(≤0.2 g/L)[16],其稳定的生活环境导致它对水体盐度有较严格的要求,具有局限性;蟾蜍在我国主要分布在广东、广西、福建等12省(区),其栖息范围广,在山地、平原潮湿地带、水田、池塘、水沟、村落均有分布[20],可能不同地区的水环境扩增了变态期蝌蚪对盐度的适应性范围,因而导致了变态期蝌蚪对盐度的适应性更强。
  在人工养殖黑眶蟾蜍变态期蝌蚪时水体的盐浓度应不高于5.06 g/L(应低于96 hLC0值、高于SC值)。
  该研究主要进行盐度和pH的单因素急性毒性试验,其交互作用对适应性的影响有待进一步研究。
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