大西洋鮭魚(yú)在高溫下的急性脅迫性死亡與攝氧能力不足有關(guān)
重點(diǎn)：
對(duì)適應(yīng) 9 °C 和 19 °C 的大西洋鮭魚(yú)（約 4 公斤）進(jìn)行呼吸測(cè)定。
最大O2攝取量不隨溫度增加，在 19 °C 時(shí)減少有氧范圍。
在 19 °C 下暴露 6 小時(shí)急性應(yīng)激后死亡率很高，但在 9 °C 下死亡率不高。
心臟形態(tài)發(fā)生了變化，但層密度不受熱馴化的影響。
海水中的大西洋鮭魚(yú)更容易受到高溫和缺氧的影響。
簡(jiǎn)介
對(duì)魚(yú)類(lèi)的熱研究可以幫助我們了解它們對(duì)氣候變暖的穩(wěn)健性。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是在較小的個(gè)體上進(jìn)行的，并且由于生理縮放效應(yīng)，特別是在耐熱性和呼吸能力方面，可能不代表更大的生命階段。在這項(xiàng)研究中，在適應(yīng) 9 °C 或 19 °C 的海水 3 周后，對(duì)大大西洋鮭魚(yú) （Salmo salar）（≈4 kg） 進(jìn)行了呼吸測(cè)定實(shí)驗(yàn)。 此外，還評(píng)估了鰓和心臟形態(tài)特征。在 9 °C 時(shí)，代謝率類(lèi)似于早期對(duì)小魚(yú)的研究。然而，在壓力暴露后 19 °C 下，81% 的魚(yú)在 ≈6 小時(shí)內(nèi)意外死亡，而幸存的魚(yú)則難以恢復(fù)基線(xiàn)代謝率。最值得注意的是，最大代謝率在不同溫度下保持相似，而之前發(fā)現(xiàn)較小的大西洋鮭魚(yú)會(huì)提高其最大代謝率，直到接近致命溫度。由于標(biāo)準(zhǔn)代謝率也不可避免地隨著溫度的增加而增加，因此有氧范圍在 19 °C 時(shí)會(huì)降低。 同時(shí)，層狀密度不受影響，表明鰓表面積相似。然而，適應(yīng) 19 °C 會(huì)降低心室圓度和對(duì)稱(chēng)性，而球葉寬度與心室寬度之比增加。這些變化可能反映了對(duì)新陳代謝要求更高的環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)。然而，在壓力期間，魚(yú)似乎無(wú)法在 19 °C 時(shí)提供足夠的氧氣，我們將其歸因于生理鱗片限制。因此，大大西洋鮭魚(yú)在高溫下更容易受到壓力引起的死亡，這表明相對(duì)于較小的個(gè)體，耐熱性降低。這凸顯了將較大的魚(yú)納入實(shí)驗(yàn)的必要性，作為體型差異大差異導(dǎo)致熱耐受性變化的基礎(chǔ)。
2.1. 魚(yú)類(lèi)
本研究使用了在挪威海洋研究所 Matre 研究站現(xiàn)場(chǎng)孵化和飼養(yǎng)的養(yǎng)殖基因型 （Aquagen） 的大大西洋鮭魚(yú)后小鮭魚(yú)。在實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)前兩個(gè)月，大約 120 條魚(yú)被轉(zhuǎn)移并分配到四個(gè)室內(nèi)圓形儲(chǔ)罐（直徑 3 m，5.3 m）中3在體積上）。將34 ppt的曝氣、過(guò)濾和UV-C處理海水以120 l min的連續(xù)流速供應(yīng)到儲(chǔ)罐中-1提供常氧并去除廢物。在 08：00 至 20：00 之間使用了 12 小時(shí)的明/暗光周期，并通過(guò)自動(dòng)喂食裝置每天過(guò)量喂食魚(yú)體大小合適的商業(yè)飼料顆粒（挪威斯克雷廷）。所有水箱的水溫最初保持在9 °C，也是第一個(gè)處理組的測(cè)試溫度。為了使魚(yú)在兩個(gè)儲(chǔ)罐中適應(yīng)第二次測(cè)試溫度19 °C，首先將溫度從9 °C提高到13 °C，然后兩天后進(jìn)一步提高到16 °C，再過(guò)兩天后最終提高到19 °C。 然后將魚(yú)保持在 19 °C 至少三周，然后在此溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)。提供充足的氧氣條件 （>85 %PO2）在19°C時(shí)，在儲(chǔ)罐中添加氧氣擴(kuò)散器。通過(guò)定制的計(jì)算機(jī)軟件（SDMatre，Normatic AS，Nordfjordeid，挪威）精確地保持所需的水溫，該軟件控制儲(chǔ)罐上方集水箱中環(huán)境水庫(kù)和熱水儲(chǔ)罐的自動(dòng)混合。
該實(shí)驗(yàn)于 2023 年 2 月至 4 月期間進(jìn)行，并獲得了挪威食品安全當(dāng)局的許可證號(hào) 29883 對(duì)在科學(xué)研究中使用動(dòng)物的倫理批準(zhǔn)。
2.2. 呼吸測(cè)量設(shè)置
測(cè)量 MO2在大西洋鮭魚(yú)中，使用了自動(dòng)靜態(tài)間歇流呼吸測(cè)量系統(tǒng)（Loligo Systems，Viborg，丹麥）。該系統(tǒng)由四個(gè)浸沒(méi)在自己的水箱中的圓柱形亞克力室組成，以便可以同時(shí)獨(dú)立地測(cè)試四條魚(yú)。呼吸測(cè)量室長(zhǎng) 125 厘米，內(nèi)徑 30 厘米，連接到帶有氣密 PVC 管的內(nèi)部環(huán)路，該管穿過(guò)循環(huán)泵和流通氧傳感器單元（測(cè)量頻率為 1 Hz）。包括管子在內(nèi)的總封閉體積為 88.88 升。每個(gè)腔室都連接到帶有沖洗泵的開(kāi)環(huán)（Eheim，20 升分鐘-1）以促進(jìn)間歇性沖洗期。將沖洗泵、溫度探頭和氧光纜連接到運(yùn)行 AutoResp 軟件 （Loligo Systems） 的計(jì)算機(jī)，每個(gè)氧傳感器在實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)開(kāi)始前都根據(jù)制造商的說(shuō)明進(jìn)行了仔細(xì)校準(zhǔn)，并在第二組治療組之前再次檢查。每個(gè)裝有呼吸計(jì)的水箱呈 150 x 150 厘米見(jiàn)方，高 60 厘米，調(diào)整水高為 45 厘米（容積 1013 升）。此外，每個(gè)水箱都有自己的流通水供應(yīng)，每分鐘 ≈40 升-1，使用與儲(chǔ)水箱相同的集水箱供水，確保溫度穩(wěn)定以及與清潔水的持續(xù)交換。一旦開(kāi)始對(duì)魚(yú)的試驗(yàn)，每個(gè)呼吸測(cè)量裝置都用黑色塑料布覆蓋。為了進(jìn)一步減輕對(duì)魚(yú)的潛在干擾，在試驗(yàn)進(jìn)行期間，房間的燈被關(guān)閉，實(shí)驗(yàn)室大廳內(nèi)不允許進(jìn)行其他活動(dòng)。
