彭敏锐,郑雪丽,李 平,李秀明,夏继刚,*

1 进化生理与行为学实验室,重庆市动物生物学重点实验室,重庆师范大学生命科学学院, 重庆 401331 2 陕西省水产研究所,西安 710086

温度是水生生态系统中决定鱼类等外温动物生存与分布的关键因子[1- 5]。气候变化模型预测本世纪末全球将升温0.3—4.8℃[6]。温度增加将造成很多鱼类物种丧失其最佳的栖息地环境,生理功能受限进而导致其适合度下降[7- 11]。在全球气候变暖的背景下,迫切需要对鱼类(特别是冷水性鱼类)的温度适应性问题进行深入系统的探究。

温度显著影响鱼类的代谢率[10- 12]。代谢率体现了能量吸收、转化和分配的速率,是基本生物学速率[13],与动物的运动能力、生长性能、热适应特性等密切相关[13-15]。正如遗传理论被认为是进化生物学研究的基础一样,生态代谢理论(Metabolic theory of ecology)被认为是大部分生态学研究的基础[13]。有关鱼类应对温度升高的生理响应,Sandblom等[11]形象地提出了“可塑的底层与凝固的天花板(Plasticoors and concrete ceilings)”假说,即温度升高将导致鱼类维持能量消耗(标准代谢率Standard metabolic rate, SMR)增加,而最大代谢率(Maximum metabolic rate, MMR)却保持不变甚至下降,其结果是导致有氧代谢空间(Metabolic scope,MS)变小。MS是动物各种生理功能可能占用的潜在代谢空间,MS变小被认为主要是与高温下心鳃系统供氧功能不足以满足机体的氧需求有关(基于氧供需能力限制的热忍耐假说Oxygen- and capacity-limited thermal tolerance, OCLTT)[12,16],这种生理功能的限制最终将对鱼类的游泳性能、生长发育、繁殖等产生抑制效应[9-12,15]。

由于水体环境的特殊性,游泳运动作为鱼类集群、洄游、觅食及逃避捕食者等行为实现的主要方式,为鱼类的生存与繁衍提供了基本保证,与其适合度密切相关[15,17]。……