几种重金属离子对半滑舌鳎生理生态学影响的研究
利用半滑舌鳎(CynoglossussemilaevisGünther)—一种中国近海大型的底栖经济类鲽形目鱼类—的胚胎为试验材料，研究了Cu、Hg、Zn、Cd、Pb五种重金属对胚胎发育的毒性效应，结果显示：0.01mg/L、0.08mg/L、0.1mg/LCu2+处理时胚胎孵化率较低，与对照组差异显著(P≤0.05)；其它几种重金属在不同浓度水平上对半滑舌鳎胚胎的孵化率影响相对较小，但初孵仔鱼的畸形率较高，与对照组差异显著；除0.125mg/L、0.25mg/L、0.5mg/LCd2+会促进胚胎发育速率外，其余四种重金属都会在不同程度上减慢胚胎孵化速率(孵化时间延长2～7h)，高浓度的pb2+和Zn2+能延长胚胎的破膜时间。重金属离子在胚胎发育过程中引起了各种各样的畸形现象，如眼睛残缺、胚胎异常死亡、胚体解体模糊、胚胎尾部弯曲；初孵仔鱼不能破膜而出，初孵仔鱼脊椎弯曲成“S”形、“V”形、“L”形等。从孵化率、仔鱼畸形率和胚胎畸形程度等综合指标看，这五种重金属对胚胎发育的毒性大小依次为：Cu＞Hg＞Cd＞Zn＞Pb。研究了Hg、Cu、Cd、Pb、Zn等五种重金属对半滑舌鳎初孵仔鱼、10～20d仔鱼和20～30d稚鱼急性(96h)毒性影响，并计算了几种重金属对半滑舌鳎仔稚鱼的半数致死浓度(LCs0)和安全浓度。仔稚鱼对高浓度的金属比较敏感且在触毒后较短时间内就死亡，仔稚鱼在重金属溶液中表现出脊柱弯曲成“L”形和“S”型等畸形现象。
实验室条件下，1龄半滑舌鳎(CynoglossussemilaevisGünther)暴露在浓度为0.1×10-6mg/L的pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+溶液中，随暴露时间的延长，半滑舌鳎的游泳行为发生一定的变化：Cd2+和Cu2+处理组的鱼行动缓慢，应激性很差，偶尔还出现不协调的颤抖性游泳行为，试验结束时几乎不摄食；pb2+和Zn2+处理组的鱼游动积极，与实验前无大差别。利用常规组织切片法检查pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+对半滑舌鳎鳃、肝脏、肾脏、脾脏、脑的组织损伤情况，结果显示：Cd2+和Cu2+对鳃、肝脏和肾脏的损伤最为严重，引起了次鳃小片结构的崩溃；肝脏细胞脂肪颗粒的变形和大量堆积，造血组织坏死；肾小球结构溃解和管细胞肥大。pb2+和Zn2+处理组鱼次鳃小片基部上皮呈空泡状，粘液细胞数量减少，氯细胞肥大增生；肝脏脂肪颗粒堆积，肝细胞肥大增生；肾脏血细胞坏死，肾小管形态溃解和管细胞增生。对脾脏和脑的损伤未观察到。将行为学变化和生理损伤结合可以对在人工养殖过程中重金属的污染及早提出预警。
本文还研究了重金属铜对半滑舌鳎鳃的组织病理学和Na+-K+-ATPase酶活性的影响。铜暴露后鳃的组织损伤包括：上皮肿胀、肥大增生、空泡化，鳃上皮游离，次鳃小片融合，粘液细胞数量增加，杯状细胞数量减少，柱细胞体系破坏，红血球溢出或融合成瘤。氯细胞增生和鳃上皮细胞的肿大、增生使得鳃的血—水交换屏障距离加大而导致鳃组织缺氧。试验结果表明了鳃暴露于Cu2+溶液后会出现离子调节功能、酸平衡调节和渗透调节功能的损伤。Na+-K+-ATPase酶活力随水中铜离子浓度的升高而降低且与对照组差异显著(P≤0.05)，表明Na+-K+-ATPase酶活力对水环境中铜的影响比较敏感。150μg/LCu2+处理组试验鱼表现出间歇性不协调游泳运动和震颤，对外界刺激反应迟钝等异常行为。组织学可以直接地反映水体中重金属污染——即使是亚致死浓度的重金属—对鱼类鳃的损伤，因此是一种水环境重金属污染监测的有力的工具和手段。Na+-K+-ATPase酶活力对水环境铜污染具有反应的敏感性，与铜离子浓度之间存在明显的剂量—效应关系，其活力的变化可以作为水体重金属污染的生物指示器。
结合常规切片技术、电镜技术和生物化学方法研究了铜对半滑舌鳎肝脏的组织结构和几种功能酶活力的影响。铜暴露引起了肝脏的组织结构的变化和损伤：肝细胞直径减小，细胞核形态异常或坏死，细胞质出现较多的空泡和大量肝糖原积累，血细胞聚合成瘤或坏死消失。粗面内质网的核糖体颗粒部分脱落。线粒体形态异常，呈现出圆饼状和哑铃状等异常形状和空泡化，肝血窦、胆小管数量减少和肝细胞脂滴的增加，意味着肝脏脂肪代谢的紊乱。溶酶体增大且数量增多。经15d的暴露后，肝脏抗氧化物酶过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力明显下降，而超氧化物歧化酶(SOD)和谷氨酸丙氨酰转氨酶(GPT)活力则显著升高。谷氨酸草酰乙酰转氨酶(GOT)和琥珀酸脱氢酶(SDH)对低浓度的Cu2+比较敏感，活力显著升高，但是当Cu2+的浓度达到150μg/L时，活力却下降。CAT、GSH-Px、GR酶活力受抑制程度显著(P≤0.01)，其活力变化与水体中Cu2+的浓度存在显著的剂量—效应关系，这三种酶活力的变化可以作为水环境金属污染的生物指示器。
半滑舌鳎;重金属;毒性效应;生理生态学
中国海洋大学
硕士
海洋化学
于志刚;柳学周
2005
中文
Q959.486
96
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）