不同底质和光周期对青蛤潜沙和摄食行为的影响

魏敏，宋杰，刘玉，李德盛，秦俊杰，刘潘江，徐晓怀，姚顺，管彬，单昕，马欣然，孙雨绮，郑伟

（1.江苏海洋大学，江苏省海洋生物资源与生态环境重点实验室/江苏省海洋生物技术重点实验室，江苏 连云港 222005；2.江苏海洋大学，江苏省海洋生物产业技术协同创新中心，江苏 连云港 222005）

青蛤（Cyclina sinensis）俗称黑蛤、圆蛤、牛眼蛤等[1]，广泛分布于日本及我国南北沿海砂质的潮间带，主要栖息于近高潮区和中潮区有淡水汇入的河口滩涂中[2,3]，是我国重要的埋栖型暖水性经济型双壳贝类。青蛤生长快、肉质鲜美、营养丰富，抗逆性强，适应性广，滤水效果好，在我国具有广阔的养殖和消费市场[4]。

目前，有关于温度、盐度、流速、规格和环境污染等因素对埋栖贝类潜沙行为影响的研究很多[5-9]，但不同底质对青蛤潜沙行为的影响研究较少[10]，这对青蛤养殖十分不利。为了探究青蛤在不同底质下的潜沙规律和昼夜摄食节律，找出青蛤的最佳养殖条件，本文从行为、生理、生长等方面，研究光照与底质对青蛤潜沙行为、摄食规律和消化代谢的影响[11-14]。本研究通过揭示青蛤的潜沙行为过程及其与光照的关系，明确光照对其摄食和消化代谢的影响，以期为优化青蛤养殖环境，提高底播增殖的存活率提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

2 龄青蛤购于山东潍坊地区青蛤养殖场。随机挑选一定数量健康、活力旺盛个体于室温下（25±3）℃暂养一段时间后，随机抽取近似规格的个体放入本课题组设计的养殖暗箱中进行实验（水温22 ℃），每箱放8 个个体。试验后解剖青蛤，取出内脏团，于-20 ℃冰箱中冷冻保存，用于后续酶活的测定。

实验用养殖暗箱由三个养殖暗箱和一套水循环系统组成一个单元（图1）。养殖暗箱主体为玻璃缸外层包裹遮光层和隔热隔音棉层，人工调控水温、光照和声音。养殖箱的箱盖上安装了LED 灯管和带红外线摄像功能和WIFI 模块的相机，无论有无光照均可摄像拍照和远程传输。增氧和加热装置在养殖暗箱外的水循环系统，避免噪音和水体受热不均匀影响养殖暗箱内的实验。

图1 实验养殖暗箱结构示意图Fig.1 Schematic diagram of the structure of the experimental device

本实验使用的酶活测试试剂盒购于南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 潜沙行为观察

将在连云港赣榆区青口盐场青蛤养殖池塘挖取的泥洗净除杂，用漂白粉消毒后，阳光下曝晒晾干备用；海边挖取的海沙不断淘洗，用滤网去除大颗粒杂质，待海沙的粒径符合一定要求后（平均粒径为0.125～0.250 mm），用漂白粉浸泡消毒，洗净后晾干备用。

将泥沙按不同比例混合为四组：全泥组（含沙量0%），沙泥比1∶3 组（25%沙），沙泥比1∶1 组（50%沙）,沙泥比3∶1 组（75%沙），全沙组（100%沙），均匀平铺在30 cm×30 cm×30 cm 的养殖暗箱底部10 cm 厚。注水后整个养殖箱沙稳定后，放入青蛤开始实验，每组放入青蛤8 只，自然、均匀地洒落于底质表面，即开始试验（每组重复3 次）。观察并用摄像头拍摄记录青蛤的潜沙过程。通过开关养殖暗箱盖上的LED 光源来模拟和观察青蛤在有光（12 h）和无光（12 h）条件下的潜沙行为以及潜沙后的生活状态。

1.2.2 摄食行为观察

每组挑选8 个相同规格的青蛤在养殖暗箱中观察摄食行为。每天早晚各投喂小球藻（Chlorella vulgaris）1 次，连续投喂3 d，并用摄像观察记录。通过定时开关（开启：6：00；关闭：18：00）控制养殖暗箱盖上的LED 光源模拟自然光照来研究青蛤摄食的昼夜节律。将其伸出水管作为摄食标志，伸出水管时长为摄食时长。每组3 个平行，重复三次。统计录像视频中青蛤伸出水管的时间分别计算出黑天（黑暗条件）与白天（光照条件）摄食的总时长，对比得出青蛤的最适摄食时间。

1.2.3 酶活测定与分析

设置三个实验处理组：持续24 h 黑暗处理组（“24 D”）、持续24 h 光照处理组（“24 L”）和12 h黑暗处理后再继续进行12 h 光照处理组（“12 D+12 L”，模拟自然光照并作为对照组）。实验结束时分别随机从三组中取6 只蛤，测定内脏团组织的消化和代谢酶（α-淀粉酶、丙酮酸激酶、胃蛋白酶、己糖激酶和乳酸脱氢酶）的酶活。具体步骤按照酶活测定试剂盒说明书进行。使用分光光度计进行吸光度的测定，超微量紫外分光光度计测定蛋白浓度。

1.3 数据处理

所有的数据结果均以平均值±标准误（Mean±SE）表示。使用Excel 软件进行简单的数据统计和分析。用软件SPSS 18.0 进行多因素方差分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 青蛤的潜沙行为

在盐度27、水温22 ℃、pH8.0 的天然海水中，对录像结果的分析发现（图2），青蛤将双壳打开，依次缓慢先伸出水管再伸出斧足，此阶段需时约50 min。接着青蛤把斧足伸入沙层内，水管向上，腹缘向下，将壳竖起。随后，青蛤通过斧足挤入沙中并开始左右摆动，每摆动一下便向下潜一小段距离，一般在20 次左右便能够全部潜入泥沙中，水管在沙面上留下2 个小孔，至此完成潜沙。由此可知，青蛤潜沙行为过程包括五个步骤：伸出水管，伸出斧足，竖壳，钻沙，潜沙。

图2 青蛤潜沙完整过程Fig.2 The complete process of burrowing in the sand of clam Cydina sinesis

2.2 不同底质和光照对青蛤潜沙的影响

观察发现（表1），无论有无光照，全沙组和泥沙比3∶1 组青蛤的潜沙时间为最短。全沙组中，光照条件下青蛤潜沙时间（25.66±1.59）min 显著低于黑暗条件下的青蛤潜沙时间。

表1 青蛤在有/无光环境下在不同底质中潜沙时间/（min）Tab.1 Burrowing time of clam Cyclina sinensis in different sediments under light or dark environment

2.3 青蛤昼夜摄食行为分析

光照对青蛤的活动影响显著，光照条件下（模拟白天）青蛤的摄食时长（伸出水管时长）明显低于黑暗时（模拟黑夜），摄食时间主要集中在19：00—22：00 这个时间段（图3-A）。

图3 青蛤体内酶活的测定(L-光照条件下，D-黑暗条件下）Fig.3 Determination of enzyme activity in clam (L-light condition,D-dark condition)

2.4 光照对青蛤消化和代谢的影响

24 h 黑暗的“24 D”组青蛤的α-淀粉酶和胃蛋白酶酶活显著低于“12 D+12 L”组（P＜0.05，图3-B），但“24 D”组青蛤的胃蛋白酶酶活显著高于“12 D+12 L”组（P＜0.05，图2-C）；“24 D”组青蛤的己糖激酶、乳酸脱氢酶及丙酮酸激酶酶活均显著高于“24 L”组（P＜0.05，图3-D、3-E 和3-F）。

3 讨论

3.1 青蛤的潜沙行为

埋栖型贝类通常都具有发达的斧状足，以挖掘泥沙，使部分或者整个身体进入泥沙内生活[15,16]。从泥沙表面到钻入泥沙内整个过程中，需要时间具有个体差异，有个青蛤只需要5 min 就能潜沙完毕，有的需要30 min 以上甚至不潜沙。经观察，青蛤潜沙的一个明显特征为竖壳，健康的青蛤只要能把壳竖起来，就能潜下去，先竖壳的基本上先完成潜沙。因此认为，青蛤潜沙快慢与其自身的健康状态直接相关。这一结果与于志华等[10]对文蛤（Meretrix meretrix）幼苗潜沙行为有相似之处。

埋栖贝类在早期具有附着习性，后期进行埋栖生活，评判埋栖贝类增殖放流成活率的重要因素之一就是潜沙能力[17]。潜沙所用的时间越短，埋栖的深度越深，贝类就能尽快进入身体周围被保护的环境，减少敌害生物的侵袭，在复杂的自然环境中提高存活率[18,19]。

底质中泥沙比例不同对青蛤潜沙行为也有较大的影响[20]。青蛤在泥沙比3∶1 的底质环境中潜沙时间较短，潜沙率较高，死亡率较低，表明合适的泥沙配比能为青蛤潜沙提供更好的环境。光源的有无对青蛤潜沙行为也有一定影响，但是，本实验观察，有光和无光对青蛤潜沙影响并不显著，其中在无光的环境下，青蛤潜沙时间稍短，但具体原因尚不清楚，有待进一步研究。

3.2 青蛤的昼夜节律

行为观察表明，光照对青蛤运动时长的影响较为显著（P＜0.05），黑暗条件下青蛤的运动时长大于持续光照条件下，青蛤主要活动时间集中在黑夜，尤其是夜间19：00—22：00 时间段，而持续光照下极少活动。观察结果暗示，光照对青蛤的行为活动具有明显的抑制作用。持续黑暗条件下，青蛤三种糖酵解酶（已糖激酶、乳酸脱氢酶及丙酮酸激酶）酶活均显著高于持续光照组（P＜0.05)，表明光照对青蛤的代谢同样具有一定抑制作用。动物主要通过糖酵解及之后的三羧酸循环、氧化磷酸化来产生ATP 供能，已糖激酶、乳酸脱氢酶及丙酮酸激酶均为糖酵解过程中关键酶，其中已糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶，能够反应动物体内糖酵解的水平，而乳酸脱氢酶是无氧途径的关键酶[21-23]。本研究中，已糖激酶和丙酮酸激酶在黑暗组和自然光照组中的酶活正好相反，暗示这两种糖酵解限速酶在体内可能存在一定补偿机制。因此，推测黑暗条件下青蛤的活动显著增加，较高的代谢活力产生的能量正好能够满足自身活动所需。

本研究中，持续黑暗组中青蛤的α-淀粉酶活性显著低于自然光照组，而持续黑暗组中青蛤的胃蛋白酶活性显著高于自然光照组。持续光照组中青蛤的α-淀粉酶活性显著低于自然光照组，而持续光照组中青蛤的胃蛋白酶活性显著高于自然光照组。藻类是滤食性贝类的主要食物。无光条件下，藻类不能进行正常光合作用，藻体中淀粉等糖类有机物积累较少，可能导致贝类摄入的糖类不足而降低体内淀粉酶（α-淀粉酶）的活性；但无光照对藻体内蛋白质的合成并无显著影响[24，25]，无光条件下青蛤的活动又较为频繁，所以需要更多的能量支持机体活动，因此在藻类中糖类合成不足的情况下，推测通过提高机体内蛋白消化酶（胃蛋白酶）的活性来消化代谢藻类中蛋白质获取所需机体活动能量。

3.3 总结

青蛤在泥沙比3∶1 的底质环境中潜沙时间较短，潜沙率较高，死亡率较低，相较于其他底质更加适合青蛤的底栖生活。在保持实验水温和盐度相同的条件下，青蛤活动的时间集中在黑暗条件下，夜里活动的时间段主要集中在19：00—22：00。青蛤的行为活动具有一定的昼夜节律，光照越弱时，青蛤的活动越频繁，在黑暗条件下青蛤活动较为旺盛，其消化与代谢水平相对较高。