蓝蟹对低氧的耐受性比之前想象的要高
威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员领导的一项新研究结果表明，成年蓝蟹对低氧、“缺氧”条件的耐受性比以前想象的要高得多。
这一发现——基于使用高科技、电脑控制的呼吸计的实验——与早期关于这种美味的甲壳类动物在缺氧水域中生存能力的研究相矛盾，从而有助于解释某种程度上的生态之谜。
首席作者里奇·布里尔是美国国家海洋和大气管理局国家海洋渔业部的渔业生物学家，也是VIMS的兼职教师，他说：“蓝蟹相对不耐受缺氧水域的想法是违反直觉的，因为这种物种经常占据即使在没有人类活动的情况下也会变得缺氧的河口环境。”
研究人员进行这项研究是出于对全球沿海水域氧气水平下降的担忧，以及越来越普遍的低氧“死亡区”可能会影响蓝蟹和其他沿海海洋生物的种群和管理。他们的研究成果发表在10月份的《实验海洋生物学与生态学》杂志上。
死亡区的增加归因于化肥、污水和其他人为来源的过量氮输入。当以氮为燃料的藻华死亡并下沉时，它们为细菌提供了丰富的食物来源，细菌在分解过程中吸收了附近水域的溶解氧。
“由于沿海缺氧会显著影响近海鱼类和无脊椎动物的运动、分布、生长和繁殖，因此了解它们耐受缺氧的能力变得至关重要；尤其是对具有生态和商业重要性的物种，”布里尔说。
他通过指出用于测量呼吸和新陈代谢的科学仪器的改进，解释了他的团队的发现与早期结果之间的差异。
“以前的研究是在个人电脑普及之前进行的，因此持续时间有限，”布里尔说。“这些仪器是在‘营业时间’用铅笔和纸准备好并记录数据的。”科学家们现在知道，水生动物可能需要好几个小时才能从从水箱转移到呼吸计的压力中恢复过来，从而混淆了短期研究的结果。
布里尔和他的研究同事——印第安纳大学南本德分校的彼得·布什内尔；威尔士班戈大学的蒂莫西·埃尔顿；和VIMS的哈米什·斯莫尔（Hamish Small）进行了他们的研究，使用了“自动间歇流呼吸测量法”，将单个螃蟹放在一个封闭的容器中，使用光纤和荧光传感器每秒测量它们的氧气使用量。
“有了整个数据记录系统自动化的能力，”Brill说，“我们能够在最少的人工干预下收集数据，更重要的是，可以24小时连续几天收集数据。”这使我们能够在确定处理和转移的影响完全消失之前，不开始低氧试验。”他们在瓦查普雷格的VIMS东海岸佳博体育进行了研究，使用了从附近潮汐溪收集的螃蟹。
他们的实验结果表明，与之前的研究相反，蓝蟹是“氧气调节器”，可以保持恒定的有氧代谢速率，直到达到临界氧气水平。早期的研究表明，蓝蟹是“氧构象”，其代谢率随着周围水域氧浓度的降低而下降。
临界氧含量随测试螃蟹的代谢状态而变化——研究人员可以通过提高水温、给螃蟹喂鲱鱼、或者用感染了已知能促进新陈代谢的寄生虫的螃蟹来提高代谢状态。在华氏62度和华氏72度时，临界氧含量是每升水少于两毫克氧；在华氏82度的温度下，当测试最近喂养和感染的螃蟹时，这一数字增加到每升2到3毫克。
布里尔说：“我们的结果与在野外和佳博体育环境中显示的影响蓝蟹行为的氧气水平是一致的，并且支持蓝蟹很好地适应它们所处的河口环境中出现的缺氧条件的观点。”结果表明，在中等水温下，蓝蟹可以在每升低至1.3毫克的氧气水平下存活，这只是完全饱和海水中氧气含量的15%。
一个令人担忧的问题是，随着全球变暖，切萨皮克湾的水温持续上升，螃蟹的临界氧含量会发生什么变化。自1960年以来，海湾温度已经上升了1.5到2.5华氏度，预计最早到2070年将再上升3.5到9华氏度。
“我们的数据显示，蓝蟹的代谢率随着温度的升高而增加，这反过来又增加了它们能生存的最低氧气水平。因此，海湾变暖将加剧蓝蟹缺氧的影响，就像几乎所有其他生物一样，”布里尔说。
该团队的实验表明，当水温从62华氏度上升到72华氏度时，被测试的蓝蟹的代谢率增加了一倍，当水温从72华氏度上升到82华氏度时，代谢率增加了近6倍。在华氏72度的温度下，被喂食的个体和感染了常见蓝蟹寄生虫的个体的代谢率都是未喂食、未感染的个体的两倍多。在华氏82度的温度下，喂食的螃蟹的代谢率比在相同温度下未喂食的螃蟹增加了60%。
