交换面积和代谢水平对青鱼代谢异速指数的影响

论文摘要

本研究以青鱼（Mylopharyngoden piceus）为研究对象,研究代谢尺度相关问题,分析了青鱼的静止代谢率（RMR）、最大代谢率（MMR）、呼吸频率（VF）、单次呼吸耗氧量（OCPV）、鳃表面积（GSA）、体表面积（BSA）、总表面积（TSA）、活性器官重(MActive)、非活性器官重(MInactive)、红细胞（RBC）的代谢率(MRRBC、MRSRBC)、RBC面积(SRBC)、RBC数量（RBCC）及血红蛋白含量（Hb）随体重（M）的代谢异速关系,并分析了在不同温度下各交换面积与代谢水平对代谢异速指数的影响。实验结果如下:1.青鱼的个体RMR、MMR均与M显著正相关,RMR和MMR的异速指数分别为0.833（bR）和0.775（bM）,bR显著大于3/4（t=2.936,p=0.007）,而bM（t=0.592,p=0.559）与3/4无显著差异。bR（t=5.950,p<0.0001）和bM（t=5.277,p<0.0001）均显著小于1。bR和bM（F=1.264,p=0.266）无显著差异。2.各血液学参数与M均无显著相关性。控制M影响后,RMR和SRBC仍无显著相关性。3.MInactive随M增加的指数为1.005,显著大于1（t=2.568,p=0.016）,而MActive随M增加的指数为0.953,与1无显著性差异（t=1.949,p=0.061）,控制M影响后,RMR与MInactive显著负相关。4.青鱼各表面积参数均与M显著正相关,用于测定MMR的青鱼的TSA（r2=0.978,p<0.001）、GSA（r2=0.968,p<0.001）及BSA（r2=0.989,p<0.001）随M增加的异速指数分别为0.814(bTSA)、0.867(bGSA)及0.677(bBSA)。未测定MMR的青鱼TSA（r2=0.986,p<0.001）、GSA（r2=0.979,p<0.001）及BSA（r2=0.995,p<0.001）随M增加的异速指数分别为0.840(bTSA)、0.897(bGSA)及0.684(bBSA)。以M为协变量,进行协方差发现bGSA和bR无显著差异。5.M与VF、OCPV均显著正相关,异速指数分别为0.080(bVF)、0.771(bOCPV)。以M为协变量,进行协方差分析发现,bR与bVF（F=490.543,p<0.0001）、bOCPV（F=5.517,p=0.021）均显著正相关。6.25℃下的RMR显著高于10℃下的RMR,但两温度下的bR无显著差异,分别为0.748、0.824,进行回归分析,取公共bR为0.720。7.在25℃下,青鱼的MRRBC、MRSRBC与M均显著正相关,bMRRBC和bMRSRBC的值分别为0.401、0.358;而在10℃下,MRRBC、MRSRBC与M均无显著相关性。8.两温度下GSA随M变化的异速指数无显著差异,合并的异速指数为0.802(bGSA),以M为协变量,协方差分析发现10℃下的GSA显著高于25℃（F=35.908,p<0.0001）。控制M后,偏相关分析发现,两温度下GSA均与RMR显著正相关（10℃:r=0.935,p<0.0001;25℃:r=0.970,p<0.0001）。以M为协变量,协方差分析发现,10℃鳃小片面积显著高于25℃（F=52.463,p<0.0001）,但25℃下的鳃丝总数显著多于10℃（F=4.278,p=0.043）,其它参数均无显著差异。9.25℃下,青鱼的VF随M的增大而降低,bVF为-0.440;10℃下,青鱼的VF随M的增大而增高,bVF为0.257。两温度的OCPV均随M的增高而增高,25℃和10℃下的bOCPV分别为1.229,0.489。控制M的影响,偏相关分析发现,25℃下,VF与RMR显著负相关（r=-0.715,p<0.0001）,而10℃下,VF与RMR显著正相关（r=0.976,p<0.0001）;两温度的OCPV均与RMR显著正相关（25℃:r=0.419,p<0.0001;10℃:r=0.649,p<0.0001）。结论如下:1.随着鱼体增大,惰性器官比例增加,但增加的速度较慢。控制M效应后,MInactive和RMR负相关,但相关系数低,提示鱼类的代谢异速现象仅能部分解释为器官重量的改变,可能还涉及到器官其它特征的改变,如器官的代谢水平等。2.青鱼的bR与bGSA无显著差异,提示青鱼的RMR可能受限于GSA的大小,而非体表面积假说认为的bR受限于BSA。GSA的大小主要由鳃小片面积的大小决定。3.两温度下bR差异不显著,与代谢水平界限假说的预测不符。两温度下,青鱼的公共bR为0.72,SRBC只在10℃下随M增大有增大,而在25℃下随M增大不变,与根据细胞代谢假说预测的bR应接近1不符。4.随温度升高,青鱼的RMR增高,但bGSA和bR均无显著变化,其原因是:青鱼加快了VF,补偿了代谢水平增加所导致的氧气交换需求;25℃下的代谢水平高于10℃,而10℃下的SRBC大于25℃,推测两者的交互作用使bR无显著性变化,符合交换面积-代谢需求限制假说。采用该假说推导的的bR与SRBC之间的公式,也可以有效预测青鱼的bR值。

论文目录

• 缩略语表
• 摘要
• Abstract
• 第1章 综述
•   1.1 代谢率及其与体重的异速关系
•     1.1.1 代谢率
•     1.1.2 体表面积假说和“Kleiber”法则
•     1.1.3 代谢生态理论
•     1.1.4 器官尺寸假说
•     1.1.5 细胞代谢假说
•     1.1.6 代谢水平界限假说
•     1.1.7 交换面积-代谢需求限制假说
•   1.2 交换面积对代谢异速的影响
•     1.2.1 细胞层次的交换面积
•     1.2.2 体表面积（Body surface area,BSA）
•     1.2.3 鳃表面积（Gill surface area,GSA）
•     1.2.4 呼吸频率（Ventilation frequency,VF）
•   1.3 影响代谢异速的因素
•     1.3.1 温度
•     1.3.2 溶氧
•     1.3.3 运动
•   1.4 本实验的目的和意义
• 第2章 青鱼RMR和 MMR与 M的异速关系
•   2.1 引言
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 实验鱼的来源与驯化
•     2.2.2 代谢率的测定
•     2.2.3 血液参数的测定
•     2.2.4 体表面积和鳃表面积的测定
•     2.2.5 器官重量的测定
•     2.2.6 实验流程
•     2.2.7 实验参数
•     2.2.8 数据处理及统计方法
•   2.3 实验结果
•   2.4 讨论
•     2.4.1 代谢生态理论和细胞代谢假说的检验
•     2.4.2 代谢水平界限假说和器官代谢假说的检验
•     2.4.3 有氧代谢和无氧代谢
•     2.4.4 各SA和 VF对代谢异速的影响
•   2.5 小结
• 第3章 温度对青鱼代谢异速的影响
•   3.1 前言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 实验鱼的来源和驯化
•     3.2.2 RMR
•     3.2.3 RBC代谢率
•     3.2.4 实验流程
•     3.2.5 实验参数
•     3.2.6 数据处理及统计方法
•   3.3 实验结果
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间论文发表情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吕潇

导师: 罗毅平

关键词: 体重,异速,代谢率,细胞代谢率,温度

来源: 西南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 西南大学

基金: 国家自然科学基金项目资助(项目编号:31672287)

分类号: Q958.8

总页数: 73

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