摘要研究温度驯养和CO2驯养对南极鱼P. brachycephalum的肝指数（HSI）和Fulton′s K肥满度的影响，结果表明：5 ℃的高温驯养显著提高P. brachycephalum的肝指数（HSI），1 900 μatm CO2驯养没有影响该鱼类的肝指数（HSI），而温度和CO2驯养均没有影响该鱼类的肥满度。说明P. brachycephalum对温度和CO2的变化有较强的适应能力，而5 ℃的驯养环境有可能更有利于它们的生理状况。
AbstractThe effects of warm and CO2 acclimations on the hepatosomatic index（HSI）and Fulton′s K condition factor of Antarctic eelpout P. brachycephalum were researched.The conclusion was that the elevated temperature 5 ℃ increased HSI of P. brachycephalum markedly，but the elevated CO2 partial pressure 1 900 μatm didn’t affect its HSL value.Both warm and CO2 acclimations had no impact on Fulton′s K condition factor of this species.It indicated that Antarctic eelpout P. brachycephalum was quite adaptive to the intermediate temperature and CO2 partial pressure shifts，and the environmental 5 ℃ may favour the well-being of animals.
Key wordsWarm acclimation；CO2 acclimation；P. brachycephalum；hepatosomatic index（HSI）；Fulton′s K condition factor
近年来，人类活动的增加使得空气中CO2的浓度越来越大,占据地球表面积70%的海洋，吸收了很大一部分由人类活动产生的CO2。水体中CO2浓度的升高同时也会造成水体的理化性质和酸碱状态的变化，因为CO2分压的增高必然会导致水体中质子浓度上升和水体pH值的下降，也就是所谓的海洋酸化。海洋酸化严重影响海洋生物的生存现状，其最终可导致生态性灾害。因为海水酸性的增大，会改变海水化学的平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。
温度、CO2浓度的升高和缺氧环境的增加必然会更加威胁到生物的存活，并且生物对这3个环境因素的适应很可能是通过相同的生理学机制来实现的[1-2]。因此，研究温度升高、海水酸化和缺氧对海洋生物的协同影响作用，特别是针对目前很热门的气候变化的预测的研究变得更加具有现实[3-6]。由于之前的化石燃料的燃烧和森林采伐，空气中CO2的浓度已经从工业革命之前的280 μatm升高到了目前的385 μatm[7]。气候模式预测，到20世纪末CO2的浓度将会升高到490~1 130 μatm，到2 300年将会上升到1 900 μatm[8]。
未来的气候变化会极大地影响全球生态系统，特别是南极洲生态系统。南极海域比其他海洋区域更易受到大气中CO2浓度升高的影响。这是因为随着水温的降低，CO2在海水中的溶解度会增加，南极水域就是一个吸收CO2的碳库。同时，南极水域中生物的适应能力又相对较弱。并且，研究发现，在过去的50年中，南极半岛的空气温度已经升高2.5 ℃。因此，需对在南极半岛有最高分布量的适应于冷环境的物种Antarctic eelpout P. achycara brachycephalum进行温度和CO2的驯养实验，通过计算驯养后动物的肝指数（HSI）和Fulton′s K肥满度（Fulton′s K condition factor）来评估高温和高CO2浓度对它们的整体生理状况的影响，进而判断它们的适宜生存环境。其中，肝指数（HSI）可用来反映动物体内的能量储藏状况；Fulton′s K肥满度（Fulton′s K condition factor）也常被用来比较鱼的生长状况，较高的肥满度反映了鱼类处于一个较好的环境条件中。
1材料与方法
1.1试验材料
试验中用到的南极鱼Pachycara brachycephalum是在2009年4月的科考航次Polarstern ANTXXV/4中用饵料诱捕的。其捕获位置为靠近南极半岛的King-George-Island（位置大约
为南纬62°、西径58°）400 m水深处，之后它们被养在非常接近于其自然栖息地的环境中。其中，海水的透气性好，水温保持在（0.0±0.5）℃，盐度为33~34 psu。光条件为12 h∶12 h光-暗循环，每周投喂适量的虾1次。
1.2试验设计
试验设3个试验组，分别为：对照组（CK）、温度驯养组和CO2驯养组。对照组中6条鱼，其驯养条件为0 ℃、385 μatm CO2；温度驯养组中6条鱼，驯养条件为5 ℃、385 μatm CO2；CO2驯养组中8条鱼，驯养条件为5 ℃、泰国演员bee1 900 μatm CO2。其中，在CO2驯养试验中动物被养在一个2.5 m3的循环水系统中。在驯养试验进行的前1周先用气体混合流动控制器系统（HTK，Hamburg，Germany）对循环水系统进行充气，使所充气体中CO2的浓度为1 900 μatm。定期对水质进行检测，并测量水中的碳酸根离子浓度，以确保水体中实际的CO2分压接近于所要求的1 900 μatm。
1.3调查取样
经过60 d的驯养之后，对动物进行取样，取样之前的1周停止喂养。在将动物杀死之前，先
用MS-222（3-Amino-benzoic-methanosulfonate，0.5 g/L）将动物麻醉。先测量鱼体的体重和体长，之后具体的取样步骤与Deigweiher等[9]对 Zoa-rces viviparus的取样步骤一致。试验中，每一条P.brachyce-phalum的肝指数Hepatosomatic Index（HSI）和Fulton′s K肥满度的计算如下：
1.4统计分析方法
在该试验中，不同的动物组之间的统计学分析用软件SigmaStat 3.5（Systat Software Inc，Chicago，USA）中的one-way ANOVA来检测差异性，并作post-hoc Student-Newman-Keuls’-test测试。对显著性差异的标注如下：P<0.05（*），P<0.01（**）和P<0.001（***）。如果没有特殊标注，最终所给出的数据是平均值±标准方差（SEM/SE）。该文中所给出的进行了统计学分析的图是用软件SigmaPlot 10.0（Systat Software Inc，Chicago，USA）得到的。
2结果与分析
2.1肝指数（HSI）
经过60 d的驯养之后，2个试验组动物的肝指数值分别为（3.341±0.120）%、（3.464±0.140）%，相对于CK动物的（2.678±0.067）%有显著的提高（P<0.01），而2个试验组之间的肝指数值却非常接近（图1）。
2.2Fulton′s K 肥满度
驯养期之后，5 ℃驯养的动物组Fulton′s K肥满度的值为3.845±0.103，5 ℃+CO2驯养的动物组Fulton′s K肥满度的值为3.809±0.179，两者与CK的肥满度值（3.770±0.180）非常相近，没有发现显著变化（图2）。
3结论与讨论
肝指数（HSI）常常被用作动物能量状态的间接指示。对生长在南极的动物物种的研究显示，南极动物的肌肉和肝脏中有较高的脂肪含量，这一点可能是因为寒冷的环境条件能诱导脂肪合成代谢[10-12]。而鱼类在面对不利的环境条件时，其肝指数值会较低[13]，这可能是由于鱼体内储藏的脂肪被分解利用以达到抵抗不良的环境条件的目的。鱼体内储藏的脂肪是其用来对抗生理挑战的额外的能量来源。在驯养试验中，5 ℃高温驯养的动物组和较高浓度
CO2驯养的动物组都显示出明显升高的肝指数值。由驯养试验诱导出来的明显升高的肝指数值可能表明，新的驯养环境特别是5 ℃的温度环境对P. brachycephalum来说不是不利其生长的环境，而是更有利于它们的生长，因此鱼体内会有更多的脂肪储藏。
Fulton′s K肥满度作为另外一个可以用简单的公式来计算的参数也被用来评估鱼体的自身条件状况，特别是反映鱼的营养状况[9]。在驯养试验中，2个试验组动物的Fulton′s K值与CK动物的Fulton′s K值非常相近，这表明较高温度（5 ℃）和较高CO2浓度（5 ℃+1 900 μatm CO2）的驯养对P.brachycephalum的生理状况并没有很显著的负面影响。
总体来看，P. brachycephalum具有较强的适应能力。5 ℃+1 900 μatm CO2的环境对它们来说并不是很不利的外界环境，不会明显影响其生长，甚至5 ℃的温度环境可能更有利于它们的生存。
4参考文献
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history to global change[J].Journal of Geophysical Research-Oceans，2005，110（C9）：10-29.
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[7] IPCC.Climate Change 2007：The physical science basis.Contribution to working group
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