溫度和光照對水螅種群增長的影響

張康情 盧艷敏

摘要：通過對水螅的培養探究了溫度與光照對水螅種群增長的影響，試驗結果表明：水螅在培養前期（3～13d）30℃條件下，其種群密度和瞬時種群增長率最大，在培養后期（14～15d）25℃條件下的種群密度和瞬時種群增長率最大。不同的光照時間對水螅種群增長具有明顯的影響，光照時間9h實驗組的水螅種群密度及瞬時增長率最大，其次為6h和12h實驗組，光照O h實驗組的種群密度及瞬時增長率均低于其他各組。

關鍵詞：水螅;溫度;光照

中圖分類號：Q958.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0253-03

1引言

水螅（Hydra）是一種常見的腔腸動物，生活于淡水中，以基盤吸附于植物上，捕食小甲殼動物，常見于水流緩慢、清澈、富含水草的水塘。水螅因其具有易采集、易觀察培養、繁殖速度快等特性，已成為動物學教學和科學研究中的重要實驗材料。對于低等水生動物而言，影響其生長的生態因子有很多，其中溫度和光因子非常重要的兩種生態因子。

溫度與光照是影響低等水生動物的生長和繁殖的重要因素，它們通過影響水螅無性生殖的出芽速率來影響水螅種群的增長。目前相關研究較少，本文通過研究不同溫度和光照時間對水螅出芽生殖的影響，來揭示水螅種群增長及種群瞬時增長率與溫度和光照的關系，為水螅對環境適應性的深入研究奠定基礎。

2材料與方法

2.1實驗材料

實驗用水螅（Hydra sp）原種購自山東滕州，在室溫25℃，自然光照的條件下進行單體培養，建立單克隆無性繁殖系。

2.2不同溫度水螅培養實驗

挑選個頭均勻且無芽體的水螅50條，分為5組，每組lO條水螅，分別置于5個培養皿中，依次放人溫度為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的培養箱中進行培養，光照強度為2000lx，光照時間為12h。每天喂食并記錄水螅和芽體的個數。

2.3不同光照時間水螅培養實驗

挑選個頭均勻且無芽體的水螅60條，分為6組（每組10條），置于6個培養皿中，分別放人6個培養箱中進行培養，光照時間依次為0h、3h、6h、9h、12h、24h，光照強度為2000lx，溫度25℃。每天喂食并記錄水螅和芽體的個數。

2.4買驗方法

培養液為暴曬7d的自來水，每個皿中放置60mL的水螅培養液。每天8：00喂食豐年蟲一次，喂食0.5～1h后，更換新鮮的培養液;喂食之前記錄水螅及芽體的個數。實驗共進行15d。

2.5數據處理

采用Excel對實驗數據進行處理分析。

水螅種群瞬時增長率采用公式r=（InNt-InNo）/t進行計算，其中No為水螅的起始種群密度，N，為培養f天后水螅的種群密度，￡為培養持續時間。

3實驗結果

3.1溫度對水螅生長的影響

3.1.1溫度對水螅種群密度的影響

水螅在不同溫度條件下種群密度變化情況如圖1所示。水螅在培養的第2d開始出現芽體，第3d芽體與母體出現分離;在實驗3～13d，隨著溫度的升高，水螅種群密度逐漸增加，30℃條件下培養的水螅種群密度最大，從14～15d，25℃條件下培養的水螅種群密度超過30℃條件下培養的水螅。

3.1.2溫度對水螅種群瞬時增長率的影響

水螅在不同溫度條件下種群瞬時增長率如圖2所示。從圖中可以看出，在3～13d，30℃條件下的水螅種群瞬時增長率最高;14～15d.25℃條件下的水螅種群瞬時增長率最高;整個試驗階段，10℃條件下的水螅種群瞬時增長率最低。

在30℃條件下，培養到第4d，水螅種群瞬時增長率達到最高值（0.33），然后隨著時間的延長逐漸降低;在25℃條件下，培養到第5d，水螅種群瞬時增長率達到最高值（0.18），隨后呈下降趨勢;在20℃條件下，培養到第9d，水螅種群瞬時增長率達到最高值（0.15），隨后呈下降趨勢。而在10℃、15℃條件下，種群瞬時增長率隨時間呈現升高趨勢，在本研究時間范圍內，未達到最高增長率。

3.2光照對水螅生長的影響

3.2.1光照對水螅種群密度的影響

不同光照時間水螅種群密度變化情況如圖3所示。水螅在培養的第2d開始出現芽體，第3d芽體與母體出現分離;在實驗在第3d和第4d，光照時間6h的水螅群體密度最大，從5～15d，光照時間9h的水螅群體密度最大，其次為6h和12h，O h最小。

3.2.2光照對水螅種群瞬時增長率的影響

不同光照時間水螅種群瞬時增長率如圖4所示。從圖可以看出，在3～4d，6h實驗組的水螅種群瞬時增長率最高;5～15d，9h實驗組的水螅種群瞬時增長率最高;整個試驗階段，O h實驗組的水螅種群瞬時增長率最低。

在培養到第8d，光照時間在6h的水螅種群增長率達到最高值（0.16），培養到第9d，光照時間在9h的水螅種群增長率達到最高值（0.20），然后隨著時間的延長逐漸降低;培養到第10d，光照時間在12h的水螅種群增長率達到最高值（0.18），然后隨著時間的延長逐漸降低。在第3d和第4d，6h光照組瞬時增長率最高;從第5d開始，9h光照組瞬時增長率最高，其次為6h和12h;整個實驗過程中，O h實驗組瞬時增加率最低。

4分析

4.1溫度對水螅生長的影響

影響低等水生動物繁殖的環境因子有很多，溫度是其中極為重要的一個環境因子，低等水生動物的繁殖直接受到溫度的影響。本研究表明，在培養前期隨著溫度的升高，水螅種群密度和種群瞬時增長率逐漸增加，當溫度達到30℃時，水螅的種群密度和種群瞬時增長率均最高，這表明較高的溫度有利于水螅的出芽生殖，促進了芽體的生長。培養后期，溫度為25℃時的水螅種群密度和種群瞬時增長率均超過了30℃條件下培養的水螅，這可能是因為較高的溫度下，水螅維持正常的新陳代謝需要較多的能量，在獲得能量相同的情況下用于出芽生殖的能量減少，從而導致種群增長減慢;也可能是長期高溫導致食欲不振，攝食量減少，進而導致種群增長減慢。

在培養溫度30℃時，水螅的種群瞬時增長率在第4d時達到最高值，在25℃時，水螅的種群瞬時增長率在第5d時達到最高值，在20℃時，水螅的瞬時增長率在第9d達到最高值，但在15℃和10℃時，在本研究時間范圍內未達到最高值。這表明隨著溫度的降低，水螅種群達到最高增長率和最大密度的時間減慢。

4.2光照對水螅生長的影響

對于所有生物的生長和發育來說，光是一個復雜的生態因子，也是重要的影響因素。對水生動物來說，更是不可或缺的重要生態因子，它有多方面的生態作用，直接或間接影響動物的生長發育和各種行為，動物的生長有其所需的最低及最適光照強度和光周期，這是動物在長期進化過程中形成的。本實驗中不同的光照時間對水螅種群數量增長產生了明顯的差異，光照時間9h的水螅群體密度及瞬時增長率最大，其次為6h和12h，光照O h實驗組的種群密度及瞬時增長率均低于其他各組，證明光能夠促進水螅的生長及出芽生殖，光照時間過長或過短均會影響水螅的生長發育。

5結論

實驗結果表明，水螅的生長和出芽生殖受溫度和光照的影響，溫度25℃，光照時間9h為水螅最適合的培養條件。