鱼类的特殊动力作用的研究进展

鱼类能量学的中心问题是阐明鱼体能量收支各组分之间的定量关系,以及各种生态因子对这些关系的作用,探讨鱼类调节其能量分配的生理生态学机制,并从资源利用对策的角度阐明物种在进化中的适应性问题。Winberg提出:鱼类生长积累的能量(G),代谢消耗能量(M)以及排出废物含能量之和,应与摄入食物含能量(C)相等。他在综合分析前人发表的有关数据的基础上,提出排出废物含能量为摄入能的20％,因此可代谢能为食物能的80％,从而建立起能量收支方程:

南方鲇的日总代谢和特殊动力作用的能量消耗

采用封闭式呼吸仪,在15、20、25、30℃条件下测定了91尾南方鲇(Silurus meridionalisChen)幼鱼(8.49—151.0g)的日总代谢率。日总代谢率与静止代谢率之比随温度的升高而降低,随日粮水平的增加而上升,变幅为1.076—3.066倍。代谢率与生长率之间存在的线性关系表明,每增长1g体重,生长过程的代谢耗能量增加2288.2J。温度和体重对特殊动力作用(SDA)无明显的影响,SDA的耗能量占摄入能量的百分比相对恒定,为20.18％。

摄食水平对锦鲫幼鱼特殊动力作用的影响

特殊动力作用(SDA)是指动物摄食后代谢增加的现象,相关参数和功率曲线在动物生理生态学上具有重要的意义。本研究在25℃水温条件下,测定0%、0.50%、1.00%、2.00%和4.00%体重等不同摄食水平的锦鲫幼鱼在摄食前和摄食后的耗氧率。结果发现锦鲫幼鱼摄食后耗氧率显著增加(p<0.05),约在摄食后2h达到峰值。0.50%、1.00%、2.00%和4.00%体重等4个摄食组的摄食代谢峰值(耗氧率)分别为(96.15±7.74)、(100.72±7.29)、(117.72±7.23)和(173.22±14.20)mg·kg-.1h-1,其中4.00%摄食水平组显著高于其他摄食水平组(p<0.05);SDA时间分别为(6.29±0.68)、(7.14±0.85)、(7.33±1.23)和(9.20±1.36)h,各摄食水平组之间没有显著差异;SDA总耗能分别为(1.42±0.18)、(1.58±0.20)、(2.63±0.60)和(5.33±0.76)kJ.kg-1,其中4.00%摄食水平组的SDA总耗能显著高于其他摄食水平组(p<0.05);SDA系数分别为(4.60±0.52)%、(2.54±0.34)%、(2.07±0.45)%和(2.17±0.30)%,0.50%摄食水平组的SDA系数显著高于其他摄食水平组(p<0.05)。研究结果表明锦鲫幼鱼摄食后的功率曲线呈典型的"三角型",这与其经常摄食的生活习性和较低的营养等级地位相适应。

中国明对虾摄食后的特殊动力作用

采用耗氧量推算和能量收支推算方法,计算了中国明对虾的呼吸能量消耗,并计算了中国明对虾摄食配合饵料后的表观特殊动力作用(SDA).体重范围为1.814～18.552g的中国明对虾摄食配合饵料后,24h内摄食1g 干饵料、1g蛋白质、1kJ能量所产生的SDA分别为7.492kJ、16.454kJ和0.383kJ,而体重范围为2.998～19.012g的中国明对虾在28d内利用能量收支方程计算的相应结果为8.570～11.153kJ、20.131～26.197kJ和0.446～0.580kJ.平均体重为1.53g的中国明对虾摄食鱼肉(FF)、虾肉(SF)、蛤肉(CF)、沙蚕(PW)、配合饲料(FD)和混合饲料(MD)后所产生的表观SDA占摄食能的比例分别为0.660,0.679,0.656,0.523,0.592,0.641,对不同饵料的SDA比例与转化效率的相关分析表明:饵料的转化效率与SDA比例负相关,即SDA比例越高的饵料分配到生长的能量比例越少.另外还对能量收支方法在SDA研究中的应用进行了探讨.

日粮水平对鲇鱼日总代谢、特殊动力作用和活动代谢的影响

在２５℃不同日粮水平（饥饿─４％体重／ｄ）条件下，采用封闭式呼吸仪测定了３１尾鲇鱼（体重７２．９─１３３．３ｇ）的日总代谢率，然后，将鱼限制在呼吸室中的限动笼内测定了其中２０尾鲇鱼的静止日总代谢率，并计算出了鲇鱼的特殊动力作用（ＳＤＡ）和活动代谢率。日总代谢率和活动代谢率都随日粮水平的升高呈“Ｖ”形变化，分别在约１％和２％体重／ｄ的日粮水平时最低，ＳＤＡ的能量支出占摄入能量的２２．１４％。

变温动物特殊动力作用的研究进展

在总结对变温动物特殊动力作用(SDA)特征参数研究的基础上,从温度、摄食水平、食物的营养组成以及活动等方面深入分析了变温动物SDA的影响因素,指出变温动物SDA研究的方向和重点。

动物特殊动力作用的研究进展

特殊动力作用(SDA)是指动物摄食过程中的代谢产热增加的现象,自上世纪初,一直受到相关领域专家的关注。近十年来该方面研究十分活跃。我们以南方鲇(Southern cathish／Silurus meridionalis)和鲇鱼(catfish／Silurus asotus)为实验对象,开展了大量相关研究。本文就我们的研究成果结合相关研究进行探讨,并指出了该方面研究将来可能的方向。

溪红点鲑的特殊动力作用

在水温(14.5±0.5)℃条件下,测定了平均体重(26.5±2.0)g(n=260)溪红点鲑(Salvelinusfontinalus)饱食和空腹状态下的耗氧率及排氨率。实验组共测定了260尾个体,空腹状态下标准耗氧率和标准排氨率分别为(175.00±8.49)mg/kg.h及(2.91±0.40)mg/kg.h;饱食后耗氧率和排氨率变化趋势均呈现迅速上升,到达最大值后再缓慢下降,然后恢复到初始水平,最大值分别为(375.93±9.73)mg/kg.h和(16.01±0.37)mg/kg.h,最大值出现时间分别为饱食后(6.0±0.3)h和(7.0±0.5)h,饱食后耗氧率和排氨率发生改变的持续时间分别为(23.0±1.5)h及(23.0±2.0)h,耗氧总增量和排氨总增量分别为(2641±137)mg及(164±10)mg。结果显示,溪红点鲑饱食排氨率的变化过程与其饱食耗氧率的特殊动力作用(SDA)具有类似的特征,表明二者在能量代谢机制上相互关联,溪红点鲑的SDA总耗能的18.8%±1.2%由蛋白质分解代谢所提供。

投喂底栖硅藻对刺参幼参特殊动力作用的影响

本实验研究投喂底栖硅藻(琴氏菱形藻微小变种Nitzschia panduriformis var.minor Grunow、菱形藻Nitzchia sp.、筒柱藻Cylindrotheca fusiformis)和商业饲料对刺参(Apostichopus japonicus)幼参特殊动力作用的影响。结果表明:刺参摄食底栖硅藻和商业饲料后特殊动力作用存在显著差异。琴氏菱形藻微小变种、菱形藻、筒柱藻和商业饲料组之间:SDA时间依次为:(22.0±1.0)、(22.0±0.5)、(20.0±1.5)和(22.0±1.0)h,没有显著性差异;摄食代谢峰值依次为:(27.0±1.2)、(30.0±1.7)、(29.0±2.1)和(32.0±1.2)mg O2·kg-1·h-1,琴氏菱形藻微小变种组显著低于另外3组(P<0.05);摄食水平依次为:(3.38±0.12)%、(3.75±0.25)%、(2.16±0.11)%和(6.37±0.19)%;摄食代谢比率依次为:1.93±0.10、2.14±0.19、2.07±0.19和2.29±0.20,4组之间差异不显著;SDA总耗能依次为:1.43±0.15、2.19±0.19、1.94±0.21和2.35±0.22。琴氏菱形藻微小变种组刺参SDA总耗能最低,SDA系数依次为:0.03±0.01、0.04±0.01、0.06±0.01和0.05±0.01,琴氏菱形藻微小变种组显著小于筒柱藻组(P<0.05)。

广州5～6岁健康儿童的食物特殊动力作用

本实验对各类食物在学龄前儿童中的食物特殊动力作用(SDA)进行了测定。以广州5～6岁健康儿童作为观察对象,采用开放式间接量热法测定摄入食物前后3小时内能量代谢的动态变化。结果表明:蛋白质类食物的特殊动力作用较脂肪和碳水化物高。鸡蛋白、精牛肉、脱脂奶、牛肉丸、人造奶油、蔗糖、蛋炒饭和淀粉的特殊动力作用分别为22.95％、22.22％、20.90％、18.93％、12.37％、10.73％、9.84％和8.95％。各种产热营养素按较合理的热量比例混合后,特殊动力作用减少约五之一。根据本测定结果,在摄入日常混合膳食的情况下,全日食物特殊动力作用的能量消耗约占全日食物总热量的10％。

特殊动力作用在海洋生物中的研究进展

由摄食而引起的特殊动力作用(SDA)使动物在处理和转化食物时需要额外消耗能量。阐述了SDA的含义及其研究参数,讨论了目前国内外对SDA研究的主要途径及不同的研究重点,探讨了影响SDA耗能的主要因素,指出了SDA与动物生长之间的关系。从两方面的研究角度考虑,展望了研究SDA的前景和意义。

摄食水平对叉尾斗鱼特殊动力作用的影响

【目的】考察摄食水平对野外条件下生存的叉尾斗鱼(Macropodus opercularis)特殊动力作用(Specific dynamic action,SDA)的影响。【方法】在水温(26.9±0.6)℃且水体溶氧量大于7.0mg·L^(-1)的条件下,用混合红线虫为饵料饲喂叉尾斗鱼,并以空腹的叉尾斗鱼作为摄食水平为0的假摄食组;用鱼类呼吸代谢测定仪测定不同摄食水平条件下(即饲喂量分别约为鱼体质量的1.5%,3.5%,4.5%和6.5%)叉尾斗鱼的耗氧率,计算SDA的相关参数。【结果】1)在不同摄食水平条件下,叉尾斗鱼的耗氧率随着摄食后时间延长均呈现先快速上升后下降的变化趋势。2)随着摄食水平的提升,叉尾斗鱼的SDA时间逐渐延长,SDA总量逐渐上升,摄食水平对这两个参数的影响均具有统计学意义(p<0.05)。3)摄食水平对摄食代谢峰值、摄食代谢峰值比率和峰值到达时间的影响均无统计学意义。【结论】叉尾斗鱼SDA时间随摄食水平的增加而明显延长,但摄食代谢峰值无明显变化;这一特征暗示该鱼种通过增加消化时间来进行食物消化。相对较短的峰值到达时间和SDA时间则暗示了叉尾斗鱼具有较快的消化速率,有利于该鱼种在短时间内再次摄食以获取更多的食物资源。

禁食对大鲵幼体身体参数和餐后代谢反应的影响

为了考察不同禁食时间对两栖动物身体参数和餐后代谢反应的影响,选取40尾大鲵(Andrias davidianus)幼体[(5.44±0.08)g,(10.87±0.06)cm]为研究对象,将其平均分为对照组(F0)、1周禁食组(F1)、2周禁食组(F2)和4周禁食组(F4)进行不同禁食时间处理,随后测量其体质量、体长、静止代谢率和餐后代谢相关参数。研究发现F1、F2和F4组的终末体长和终末体质量分别显著低于各自初始体长和初始体质量(P<0.05);F4组终末肥满度显著低于其初始肥满度(P<0.05);F1、F2和F4组之间的终末体长无显著性差异;F4组终末体质量和终末肥满度都显著低于F1和F2组(P<0.05);F1、F2和F4组之间的体长变化比率无显著性差异(分别为–3.51%、–2.72%和–2.76%);F4组体质量变化比率(–18.54%)和肥满度变化比率(–11.30±1.50)显著低于F1(分别为–11.48%和–1.26±3.07)和F2(分别为–11.81%和–3.89±2.60)组(P<0.05)。F2和F4组的静止代谢率无显著差异,但均显著低于F0和F1组(P<0.05);各个处理组之间的代谢峰值、峰值时间、SDA时间都无显著性差异;F4组峰值比率显著高于F0、F1和F2组(P<0.05);F4组SDA耗能和SDA系数显著高于F0和F1组(P<0.05)。研究表明:(1)禁食过程中大鲵幼体体质量下降得比体长更加显著;(2)大鲵幼体在2—4周禁食期间显著下调了其基本维持能量消耗;(3)大鲵幼体最大摄食代谢能力和消化时间在禁食过程中维持稳定,但长期禁食(4周)导致大鲵幼体餐后代谢耗能显著增加,这可能与其再次摄食后消化系统结构和功能恢复所需额外的耗能增加有关。总体而言,禁食对大鲵幼体身体参数、维持代谢耗能和摄食代谢耗能具有显著的影响,但其影响程度与禁食时间长短有关。

温度对梭鲈体内食物消化作用和氨排泄的影响

从水产养殖角度而言，对确定什么温度下养殖鱼类出现最低的消化用能支出很有兴趣。目前的研究旨在通过调研最佳温度范围（11～27℃）内的任一温度对（食物的）特殊动力作用和梭鲈的总氨氮排泄（TAN）如何产生影响，

摄食对南方鲇耗氧和氨氮排泄的影响

采用流水式呼吸仪,在水温27.0±0.5℃条件下同时测定了南方鲇(Silurus meridionalisChen)摄食前后的耗氧率和排氨率。实验结果表明:摄食前标准耗氧率和标准排氨率分别为116.4±6.4mgO2/kg/h和6.9±1.4mgNH4+/kg/h。摄食后耗氧率和排氨率均呈现迅速上升,到达最大值后再缓慢下降,然后恢复到静止水平的变化趋势:最大值分别为358.8±11.4mgO2/kg/h和76.1±2.5mgNH4+/kg/h;最大值出现时间分别为10.8±1.4h和10.1±0.9h;摄食后耗氧率和排氨率发生改变的持续时间分别为36.0±2.3h和37.2±2.8h;耗氧总增量和排氨总增量分别为88.3±2.7mgO2和23.1±1.7mgNH4+。实验结果显示,鱼类排氨率在摄食后的变化过程与其耗氧率的特殊动力作用(SDA)具有类似的特征,表明二者在能量代谢机制上相互关联;南方鲇的SDA总耗能的79.4%由蛋白质分解代谢所提供。

摄食水平对岩原鲤幼鱼摄食代谢和力竭运动后代谢特征的影响

为考察摄食水平对岩原鲤幼鱼摄食代谢和力竭运动后代谢特征的影响,在(25±0.5)℃条件下,将实验鱼[体质量(13.05±0.17)g]轻度麻醉后灌喂不同摄食水平(通威鲤鱼种饲料,饵料分别为体质量的0%、0.5%、1%和2%)的混合饵料,随后在不同时间点测量其耗氧率并计算相关参数。结果显示,各个摄食处理组和对照组的静止代谢(RMR)无显著性差异;摄食后,各摄食水平组岩原鲤代谢率均呈现先上升后下降的整体变化趋势;0.5%和1%摄食水平的SDA耗能和峰值时间无显著性差异,但都显著低于2%摄食水平组(P<0.05)。摄食水平从0.5%上升到2%,摄食代谢峰值(PMR)和SDA系数无显著性变化;摄食组运动前代谢率显著高于禁食组(P<0.05),但摄食组的运动代谢峰值、代谢率增量和过量耗氧(EPOC)与禁食组无显著性差异;岩原鲤幼鱼的最大代谢率MMR和MMR/RMR显著大于其PMR和PMR/RMR(P<0.05)。研究表明,随着摄食水平的上升,岩原鲤幼鱼主要通过SDA时间的延长来满足SDA耗能增加的需求;摄食对岩原鲤力竭运动后代谢恢复过程无显著性影响。

摄食水平对瓦氏黄颡鱼餐后代谢特征的影响

以新鲜泥鳅(Misgurus anguillicanndotus)肉块为饵料,采用麻醉灌喂的方法,在(25.0±0.5)℃条件下,研究了瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)幼鱼[体重(7.03±0.15)g,n=42]不同摄食水平(饵料分别为体重的0%、1%、2%、4%和8%)对餐后代谢反应的影响。结果显示,在不同摄食水平下,瓦氏黄颡鱼摄食代谢均呈现先上升后下降的整体变化趋势;摄食水平由1%增加到8%,实验鱼的SDA耗能、SDA时间和摄食代谢峰值(PMR)分别从3.09kJ/kg、8h和56.08mgO2/kg.h增加到47.21kJ/kg、36h和97.25mgO2/kg.h;其中,8%(饱足摄食水平)和4%摄食水平组的代谢率在峰值水平能够持续20h左右。瓦氏黄颡鱼最大运动代谢率(MMR)为166.5mgO2/kg.h,显著大于饱食组PMR(P<0.05)。本研究还表明,随摄食水平上升,瓦氏黄颡鱼通过PMR的增加和SDA时间的延长来满足SDA耗能增加的需求;从摄食4%组和8%组相似的梯形摄食代谢曲线,可以看出瓦氏黄颡鱼在高摄食水平条件(>4%)下限制了摄食代谢的上升;PMR相对于静止代谢上升倍率较小,暗示其摄食占据的代谢空间较小,进而保留了大量剩余代谢空间用于运动和其他生理活动,这可能与其活跃的觅食活动习性有关。

中国明对虾能量代谢与生长的关系

采用能量收支推算方法,计算了中国明对虾的呼吸能量消耗,并计算了中国明对虾摄食配合饵料后其生长的呼吸能消耗。不同规格的中国明对虾的呼吸能与增重的关系都可以用线性方程Re=r×G+k很好地描述,所有规格对虾的呼吸能(Re)与增重(G)和体重(W)的复合关系可用方程Re=r×G+b×Wc很好地拟合。不同大小中国明对虾摄食配合饲料时每增长1g湿重、1g干重、1g蛋白质、1kJ能量的呼吸能消耗相应范围分别为12.660～17.785kJ、21.600～31.292kJ、31.572～45.537kJ、1.089～1.453kJ。但中国明对虾摄食不同饵料后,单位体重增长的能耗在不同饵料投喂的对虾间存在显著差异,并且发现这些数值都明显比鱼类高。本文对表观特殊动力作用与生长的关系进行了探讨,并认为生长不是导致表观特殊动力作用出现的根本原因。

不同麻醉剂量灌喂对南方鲇幼鱼代谢的影响

绝大多数的鱼类餐后代谢即特殊动力作用(SDA)研究都是以实验条件下能够主动摄食的鱼类为对象,近年来麻醉灌喂方法越来越多地用于不主动摄食鱼类的相关研究,而目前专门评价麻醉灌喂方法的文献资料却不多见。本研究为了考察麻醉灌喂对南方鲇(Silurus meridionalisChen)幼鱼SDA的影响,采用4、7、10g/L的不同剂量麻醉剂间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)处理,以主动摄食组为对照,均灌喂10%南方鲇幼鱼体重的泥鳅(Misgurus anguillicanndotus),连续48h(1次/2h)测定各组实验鱼的耗氧率。结果显示,各实验组的SDA参数之间,除10g/L麻醉灌喂组的摄食代谢峰值比率与对照组存在显著差异外(p<0.05),其它参数如静止代谢率、SDA时间、峰值达到时间、摄食代谢峰值、SDA总能量和SDA系数各实验组之间均无显著差异(p>0.05)。上述结果表明,麻醉和灌喂操作对南方鲇幼鱼的SDA过程无明显影响,该方法不仅适用于南方鲇摄食代谢的研究,还将有助于获取不主动摄食鱼类的相关资料。

摄食对原尾蜥虎代谢率的影响

通过测定摄食后原尾蜥虎成体的耗氧量变化,研究摄食特殊热动力作用（SDA）.蜥虎分为摄食黄粉虫幼虫实验组和禁食对照组,两组动物平均体重无显著差异.测定耗氧量前,将所有动物在30℃恒温室内禁食3天.用容积为300 ml的封闭式呼吸室测定两组蜥虎在30℃条件下连续3天的耗氧量,测定间隔时间为4～12 h.禁食组动物实验期间的耗氧量无显著的时间变异,实验组动物耗氧量的时间变异显著,这些结果表明摄食影响原尾蜥虎的代谢率.实验组动物摄食4 h后耗氧量已显著大于禁食组,摄食40 h后两组动物的耗氧量无显著差异.原尾蜥虎达到SDA峰值的平均时间约为20.0 h,SDA峰值耗氧量是禁食对照组动物耗氧量的1.5倍.原尾蜥虎单次摄食实验中的SDA具有进食后耗氧量迅速增加、达到峰值后下降至摄食前水平的典型模式.