鹵水豐年蝦是一種生活在低溶氧量

1、鹵水中的小精靈-鹵水豐年蝦(Branchiapoda sp.)摘 要 鹵水豐年蝦是一種生活在低溶氧量、高濃度鹽水中的節(jié)肢動(dòng)物，鹵水豐年蝦的乾燥休眠卵於鹽水濃度2.63%26.3%、溶氧量13.6ppm 9.8ppm內(nèi)均可以孵化，且濃度越高孵化率越高，而低於2.63%鹽水中休眠卵未孵化且破裂腐爛。 鹵水豐年蝦休眠卵會(huì)孵化出無(wú)節(jié)幼體，經(jīng)15天並蛻皮11次就能成長(zhǎng)為成蝦。每蛻皮一次，體節(jié)和游泳肢數(shù)目都會(huì)增加，眼柄型態(tài)也會(huì)改變，其中於第四次蛻皮是重要的性別轉(zhuǎn)換期，雌雄便開(kāi)始出現(xiàn)，雄蝦會(huì)發(fā)展出鉤狀抱握器和交接器，雌蝦則形成卵囊。 鹵水豐年蝦的飼養(yǎng)壽命約為45天，但是族群數(shù)量會(huì)隨不同環(huán)境而有時(shí)間變化，研究

2、發(fā)現(xiàn)鹽場(chǎng)原水組中族群於第5天全數(shù)死亡，加入小球藻飼養(yǎng)組族群壽命25天，加入鹽場(chǎng)碎石片環(huán)境族群壽命38天，而加入鹽場(chǎng)污泥組壽命則45天。此外，鹵水豐年蝦行為亦會(huì)隨環(huán)境變動(dòng)而變化，只要池水受到擾動(dòng)或水質(zhì)污濁時(shí)，雌雄個(gè)體會(huì)開(kāi)始交配行有性生殖產(chǎn)生休眠卵來(lái)度過(guò)變化環(huán)境。關(guān)鍵字：鹵水豐年蝦、鹽水濃度、溶氧量一、研究動(dòng)機(jī) 有一次到七股參觀曬鹽過(guò)程，幸運(yùn)地在鹽田的水溝中發(fā)現(xiàn)了一群倒著游泳小天使，牠們?cè)谒酗h動(dòng)，小巧可愛(ài)，這群小生命是如何在這麼特殊的環(huán)境中繁衍茁壯？自然與生活科技第二冊(cè)課本中曾經(jīng)介紹到生物在長(zhǎng)期的天擇下，能夠適應(yīng)環(huán)境的品種才能得以生存繁衍。鹵水豐年蝦到底有何特殊的行為，才能在生物難以忍耐的高濃度

3、鹽水中得以繁衍。二、研究目的(一) 休眠卵在不同濃度的食鹽水中孵化率測(cè)定(二) 不同的濃度食鹽水的水質(zhì)檢測(cè)(三) 鹵水豐年蝦的生命週期記錄(四) 靜水狀態(tài)飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦族群數(shù)量變化(五) 環(huán)境驟變時(shí)鹵水豐年蝦的行為改變記錄三、研究器材 溶氧量檢測(cè)機(jī) 1臺(tái)， pH值檢測(cè)儀 1臺(tái)， pH4校正液， pH7校正液，比重計(jì)(1.01.1)2支，燒杯，食鹽(NaCl)， 碳酸氫鈉(NaHCO3) ，玻璃棒1支，小球藻，水族箱，燈泡， 定溫加熱器 1組，溫度計(jì)1支，筆記本，數(shù)位相機(jī)、複式顯微鏡 解剖顯微鏡1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)步驟(一)蒐尋鹵水豐年蝦的分類(lèi)及生存環(huán)境之相關(guān)文獻(xiàn)，並準(zhǔn)備飼養(yǎng)及 觀察裝備(如照片1)。

4、 照片1：飼養(yǎng)及觀察裝備照片2：罐裝乾燥休眠卵(10倍)(二)罐裝乾燥休眠卵(如照片2)於不同食鹽水濃度中的孵化率測(cè)定與 觀察 1.取6個(gè)500ml燒杯調(diào)配26.3%、13.2%、6.6%、2.63%、1.32%、 0.263%等六種不同濃度食鹽水溶液各250ml。 2.分別放入罐裝乾燥休眠卵50粒/250ml。 3.利用燈泡控制溫度，維持水溫在2528。 4.每日中午觀察並記錄孵化數(shù)量變化。 5.利用解剖顯微鏡與複式顯微鏡拍攝孵化過(guò)程。 (三)飼養(yǎng)後所取得的休眠卵對(duì)不同食鹽水濃度中的孵化率的測(cè)定與 觀察 1.沿用實(shí)驗(yàn)(二)之食鹽水濃度及控制變因。 2.改放入飼養(yǎng)取得的休眠卵500粒/250m

5、l。 3.其餘步驟不變。(四)不同濃度食鹽水及田野調(diào)查的水質(zhì)檢測(cè) 1.檢測(cè)步驟(二)與(三)所使用各濃度食鹽水之溶氧量、比重、pH值。 2.檢測(cè)田野調(diào)查定點(diǎn)四處鹽水之溶氧量、比重、pH值。(五)在不同飼養(yǎng)環(huán)境中所飼養(yǎng)鹵水豐年蝦族群數(shù)量的觀察及探討 1.將剛孵化完成的鹵水豐年蝦各50隻分別飼養(yǎng)在下列四種不同環(huán) 境的飼養(yǎng)箱中： A：七股鹽場(chǎng)帶回的比重1.05的原水。 B：原水 + 小球藻飼養(yǎng) C：原水 + 鹽場(chǎng)的碎石片 D：原水 + 鹽場(chǎng)水溝中的泥土 2.每日中午觀察紀(jì)錄飼養(yǎng)箱中成蝦的行為及幼蝦的族群數(shù)量。 3.並測(cè)定水質(zhì)的溶氧量，紀(jì)錄於紀(jì)錄表中。 4.由觀察紀(jì)錄找出鹵水豐年蝦的生命週期。(六)將

6、觀察對(duì)象以吸管吸取後，置入凹型載玻片中，然後使用放大 鏡及複式顯微鏡與解剖顯微鏡觀察紀(jì)錄以下項(xiàng)目： 1.觀察紀(jì)錄各齡鹵水豐年蝦之體型與構(gòu)造變化及體長(zhǎng)。 2.觀察紀(jì)錄鹽場(chǎng)帶回鹵水豐年蝦的雄蝦、雌蝦之體型與構(gòu)造差異 情形。 3.利用顯微攝影及手繪進(jìn)行記錄與分析。(七)改變鹽場(chǎng)帶回的鹵水豐年蝦成蝦在飼養(yǎng)箱中的環(huán)境，紀(jì)錄並拍 照成蝦的各種行為。五、研究結(jié)果 (一)鹵水豐年蝦(Branchiapoda sp.)在分類(lèi)階層上屬於節(jié)肢動(dòng)物門(mén)、有鰓亞門(mén)、甲殼綱、無(wú)甲目、鹵水豐年蝦科、豐年蝦屬，目前被利用作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料。其與一般的食用蝦血緣關(guān)係僅屬同綱。 (二)罐裝乾燥的鹵水豐年蝦休眠卵在濃度26.3 %

7、飽和食鹽水，所取出上層的澄清液中，孵化率可達(dá)到72 % (如照片3-5)。但是，有鹽結(jié)晶的下層飽和食鹽水中休眠卵卻無(wú)法孵化。至於鹽水濃度在2.63 % 26.3 %間的休眠卵均可以孵化，且濃度越高孵化率越高(如圖1)。低於2.63%食鹽水中休眠卵未孵化而且破裂腐爛(如表1)。 (三)將飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦所取得的休眠卵，培養(yǎng)在調(diào)配好的食鹽水中，發(fā)現(xiàn)都未能孵化成功(如圖1)，但是卵粒並未破裂腐壞。照片3：泡飽和食鹽水後2小時(shí)開(kāi)始破裂照片4：持續(xù)破裂照片5：左為7小時(shí)後孵化出一齡蝦照片6：低溶氧量水質(zhì)、高濃度鹽水，豐年蝦生活地 (四)所調(diào)配的各濃度食鹽水中，溶氧量隨著食鹽水的濃度上升而下降，調(diào)配的飽和

8、溶液其溶氧量?jī)H9.8 ppm，而自來(lái)水中溶氧量為30.6ppm，休眠卵孵化的食鹽水其溶氧量9.8 13.6 ppm。而田野調(diào)查的結(jié)果中，有豐年蝦活動(dòng)的鹵水池溶氧量在10.213.9 ppm(如照片6)，而pH在7.6 8.3沒(méi)有太大的差異，水溫都在26°C32°C間(如表1)。表1：調(diào)配的不同濃度鹽水及調(diào)查區(qū)的鹽水中溶氧量、比重、pH值鹽水濃度(%)溶氧量(ppm)比重pH所見(jiàn)現(xiàn)象26.39.81.087.8孵化量高13.210.11.067.8孵化量高，晚1天6.611.21.047.6孵化量中等，晚1天2.6313.61.037.6孵化量少，晚2天1.3224.51.0

9、17.2卵腐壞0.263291.0087.2卵腐壞調(diào)查點(diǎn)110.31.068.3大量成蝦調(diào)查點(diǎn)212.11.048.3大量成蝦調(diào)查點(diǎn)313.91.038.3大量成蝦調(diào)查點(diǎn)4211.018.3無(wú) (五) 利用放大鏡觀察鹵水豐年蝦成蝦，其身體細(xì)長(zhǎng)，分頭、胸、腹(包含尾叉的部分)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)溶氧量高、鹽分濃度較低的環(huán)境豐年蝦的體色淡，鹽分濃度高、溶氧量低的鹽水中成蝦體色會(huì)轉(zhuǎn)成紅色。飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦雌蝦有卵囊(如照片7)、雄蝦有交接器(如照片8)，以底部泥土中的有機(jī)質(zhì)為食物(如照片9)，吃飽後會(huì)出現(xiàn)深色的消化道(如照片10)。照片7：雌蝦的卵囊照片8：雄蝦的交接器照片9：以底部泥土中的有機(jī)質(zhì)為食物照

10、片10：消化道(六)利用解剖顯微鏡分別觀察凹型載玻片中雌蝦及雄蝦的外觀，構(gòu)造上以成體來(lái)說(shuō)雌蝦體型較大而雄蝦較小(如照片11)，雌蝦體長(zhǎng)約1 1.5 cm，雄蝦體長(zhǎng)約0.7 1.0 cm。就體型而言，雌性的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，又粗又短，但有點(diǎn)彎曲，雄性的末節(jié)大而扁平為特徵，觸角特化成抱器(如照片12)，以便交配時(shí)擁抱雌蝦；沿著豐年蝦身體中軸有一條十分明顯的消化道，呈管狀。，而牠們的胸部是以11個(gè)節(jié)組合構(gòu)成的，每一個(gè)節(jié)均有一對(duì)扁平葉狀的胸肢(如照片13)。在生殖器的構(gòu)造部分，雌蝦的腹部具有貯存已成熟卵子的卵囊(如照片14)，雄蝦則有成管狀的交接器(如圖2)。照片11：雌蝦(左)體型較大而雄蝦較小(箭頭處)

11、照片12：觸角特化成抱器照片13：每節(jié)均有一對(duì)扁平葉狀的胸肢照片14：成熟卵子圖2：鹵水豐年蝦雄蝦(左)與雌蝦(右)外觀構(gòu)造手繪圖(六) 鹵水豐年蝦的乾燥休眠卵泡在高濃度海水中，胚胎代謝就會(huì)被激活，很快就能孵化成無(wú)節(jié)幼體(如照片15)，在未來(lái)的15天尚需蛻皮11次才能完全成長(zhǎng)。每蛻皮一次體節(jié)和游泳肢數(shù)目都會(huì)增加(如照片16)。營(yíng)養(yǎng)豐富時(shí)幾乎每天蛻皮一次，剛孵出的無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)還會(huì)帶有卵黃囊，不善游泳，具有3對(duì)附肢。1天後，經(jīng)第一次蛻皮腸道就可以長(zhǎng)成，並開(kāi)始攝食。再經(jīng)3日三次蛻皮，變會(huì)長(zhǎng)出具柄的複眼，體節(jié)延伸不具附肢。第四次蛻皮後雌雄開(kāi)始分化，雄蝦第二觸角變成鉤狀抱握器。飼養(yǎng)壽命為45天左右(表2及圖

12、3)。照片15：一齡無(wú)節(jié)幼蝦照片16：三齡幼蝦表2、鹵水豐年蝦各齡期天數(shù)梯狀圖天數(shù)369121518212427303336394245卵孵化一齡二齡三齡四齡五齡六齡七齡八齡九齡十齡十一齡十二齡成蝦期Life Cycle圖3、鹵水豐年蝦的生命週期(七) 不同環(huán)境下飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦，族群數(shù)量會(huì)隨時(shí)間而變化，四齡期轉(zhuǎn)換成五齡期是折損率最高的時(shí)期，鹽水原水對(duì)照組四齡蝦全部死亡，小球藻飼養(yǎng)組水質(zhì)呈綠色在第25天也全部死亡，底部碎石組在第38天全部死亡，底部有放鹽田污泥組則在第45天全部死亡(如圖4)。(八) 鹵水豐年蝦在池水受到攪動(dòng)或水質(zhì)混濁時(shí)，雌雄鹵水豐年蝦就會(huì)立即交配，每次交配時(shí)間平均6.2小時(shí)，

13、交配完後的雄蝦能會(huì)利用其鉤狀的抱握器，握住從其旁邊經(jīng)過(guò)的雌蝦持續(xù)在交配直到二天後水質(zhì)趨於清澈為止(如圖5、表3)，雄蝦在交配完後3-4天死亡，雌蝦的卵粒會(huì)由淺色轉(zhuǎn)為深色的休眠卵，一週後雌蝦死亡與休眠卵沉入底部泥土中(如照片17-20)。表3：水質(zhì)澄清度影響交尾數(shù)調(diào)查記錄時(shí)間(小時(shí))0246810交尾對(duì)數(shù)041414814水色混濁混濁混濁混濁逐漸澄清逐漸澄清可見(jiàn)距離2cm2.5cm3cm8cm20cm30cm照片17：交尾 照片18：大量交尾照片19：等待搶親的雄蝦照片20：交尾也覓食六、討論(一) 鹵水豐年蝦運(yùn)動(dòng)速率緩慢，是由於甲殼的限制，腹部較輕造成仰泳的運(yùn)動(dòng)方式，而且由於環(huán)境天擇的結(jié)果，才

14、使得鹵水豐年蝦在低溶氧量、高濃度鹽水中孵化成長(zhǎng)，如此便可以減少許多天敵的種類(lèi)，讓族群大量繁殖。(二) 休眠卵為有性生殖所產(chǎn)生，罐裝卵為乾燥卵而且孵化所需的時(shí)間短。浸泡不同濃度的鹽水，對(duì)卵膜會(huì)產(chǎn)生不同大小的滲透壓，若滲透壓過(guò)大(濃度<2.63鹽水)，水分會(huì)一直進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致卵細(xì)胞破裂。飽和溶液的濃度最高，對(duì)卵膜的滲透壓最小，水進(jìn)入細(xì)胞的速率慢，被激活的卵細(xì)胞有充裕時(shí)間進(jìn)行細(xì)胞分裂產(chǎn)生分化作用。至於由飼養(yǎng)箱中所採(cǎi)取的休眠卵未經(jīng)乾燥處理，鹽水對(duì)卵膜的滲透壓小，難以刺激休眠卵分化。(三) 鹵水豐年蝦的蛻皮並不會(huì)像昆蟲(chóng)一般，會(huì)將所有蛻掉的外骨骼吃掉補(bǔ)充鈣質(zhì)。主要是因?yàn)辂u水豐年蝦會(huì)以鹽田底部汙泥

15、中的有機(jī)質(zhì)作為食物，取得鈣質(zhì)容易，每蛻皮一次腹部體節(jié)就會(huì)多長(zhǎng)一節(jié)，充分利用成長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，只要算清腹部體節(jié)就可以知道蛻皮次數(shù)，而且後半段的蛻皮會(huì)影響到眼柄的發(fā)育。(四) 雄性抱握器是雄性在演化上有利的構(gòu)造，因?yàn)榇莆r都是一直游動(dòng)中若沒(méi)有抱握器捉住雌蝦的腹甲，就無(wú)法完成受精作用，而45齡間正是最重要的性別轉(zhuǎn)換期，未轉(zhuǎn)換成功的幼蝦便會(huì)死亡。(五) 飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦其生命週期約為45天，對(duì)照組因?yàn)辂}水中所含的有機(jī)質(zhì)太少，營(yíng)養(yǎng)不足無(wú)法完成性別成長(zhǎng)導(dǎo)致只能存活四齡期，小球藻飼養(yǎng)組由於小球藻成長(zhǎng)速度快於鹵水豐年蝦的成長(zhǎng)，使水質(zhì)變化僅能培養(yǎng)25天，底部碎石組飼養(yǎng)的鹵水豐年蝦會(huì)刮食附著於石塊上的生物，但是食物量

16、可能尚不足才會(huì)在第38天全部死亡，有汙泥組的鹵水豐年蝦食物充足，可以飼養(yǎng)至45天。(六) 環(huán)境突然改變時(shí)會(huì)刺激鹵水豐年蝦進(jìn)行交配，透過(guò)有性生殖產(chǎn)生休眠卵來(lái)渡過(guò)變化環(huán)境，等待環(huán)境適合時(shí)再孵化，重新生長(zhǎng)週期。七、結(jié)論(一) 鹵水豐年蝦是高濃度低溶氧量鹽水中的小生物，分類(lèi)上單獨(dú)1科1屬，名字上雖有蝦字，長(zhǎng)相卻和蝦子不同，生命週期僅45天。(二) 罐裝鹵水豐年蝦卵是經(jīng)乾燥處理的休眠卵，養(yǎng)育的鹽水濃度愈高孵化率愈高，鹽水濃度< 2.63則會(huì)破裂腐壞。自行飼養(yǎng)收集尚未孵化的休眠卵，飼養(yǎng)環(huán)境只要在飼養(yǎng)箱內(nèi)鋪上一層海邊鹵水池旁水溝的土壤即可孵化飼養(yǎng)。(三) 鹵水豐年蝦一生經(jīng)過(guò)11次蛻殼，平均每天蛻皮一次，4齡至5齡期為性別成長(zhǎng)期，未轉(zhuǎn)性成功者便會(huì)死亡。每蛻一次皮，腹部就會(huì)多出一節(jié)體節(jié)，眼柄型態(tài)也會(huì)改變，可以做為分齡的依據(jù)。(四) 鹵水豐年蝦在環(huán)境突然被攪動(dòng)產(chǎn)生