南极磷虾富氟异常的原因及机理

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1、第卷第期海洋学报,一南极磷虾富氟异常的原因及机理张海生潘建明刘小涯国家海洋局第二海洋研究所,杭州摘要通过对南极磷虾户’体内及其甲壳中氟含量变化特征,,的分析对南极磷虾富氟异常的原因进行了研究结合其他有关资料本文还对南极磷虾富氟的来源及机制进行了探讨研究结果表明南极磷虾甲壳对氟具,有再吸收的功能和作用其对氟的富集存在着与生命活动无关的机理南极磷虾的甲壳作为对氟具有特殊吸附功能的无机介质是其富氟的重要原因氟的富集来自海水,且可能是以离子交换吸附的方式进行这一作用主要是通过氟与钙、磷的结合而体现关健词磷虾氟原因机理月舀年挪威学者首次发现南极磷虾的高氟异常,这一结果即

2、引起极大的关注因,,为南极磷虾作为南极乃至世界最大的海洋生物资源不仅营养丰富且储量十分可观据有,。,。,,关资料估计南极磷虾的储量可达年可捕获量也超过这一数值已不低于目前全世界的年渔捕获总量在当今世界渔业资源日趋衰减的情况下,作为人类赖以生存的蛋白质资源,人们一直对南极磷虾的开发利用寄于厚望但是,由于南极磷虾的高,氟含量对人体健康的潜在危害从而对该生物资源的开发利用造成严重的影响,,近几年来围绕南极磷虾的富氟异常国外学者曾相继作过报道且所做工作多注重于,对氟在南极磷虾体内变化特征的分析并以此来探讨氟与南极磷虾生命过程中的某些内在联,,系尽管如此但仍有许多问题尚

3、未涉及尤其是对南极磷虾富氟异常的机理与原因更是缺乏了解、了年年我国组织实施了第三次和第七次南大洋考察本文利用这两次考察所,得的实验资料对南极磷虾体内氟的含量分布和南极磷虾生命活动过程中氟在其甲壳中的动,、态变化特征进行了较为详细的研究并从生物化学和地球化学的角度对其富氟的原因来源及机理作了初步的探讨本文一一。收到,一。一收到于”修改稿于”国家自然科学基金及国家南极考察委员会资助项目期张海生等南极磷虾富氟异常的原因及机理研究区域及其实验方法’’,’’样品分别采于我国南极长城站西北部海域“和中山站外部海域’’,’一’,调查区域均为南极磷虾的富集区,,、、大磷虾经捕

4、获后速取部分样品解剖分头胸腹肌尾足和甲壳样处理保存另取活,,、、,体若干在船上实验室模拟现场条件养殖然后分取蜕壳后几组残壳样品经处理后保存,,各类样品中的氟用氟离子选择电极测定磷用分光光度计测定其他元素用原子吸收分光光度计测定一残壳中的氟用二次离子质谱仪法国公司制造测定大磷虾中氟的含量分布特征,一‘一“,分析结果表明整体磷虾中氟的含量变化范围为。。平均为一”一一,一甲壳中氟的含量变化范围为一平均为头胸一“一,一“、和尾足中的氟含量变化范围为平均分别为一。一“,一一,一肌肉中的氟含量最低变化范围为平均仅为一,。一“表大礴虾各部位千,的平均含,站位样品甲壳头连触角

5、尾足肌肉整体’一早弓‘尹一丁一‘早’‘尹平均·,了,幼体早雌性成体雄性成体,由表的结果可见氟在大磷虾中的分布明显具有甲壳尾足头胸肌肉的变化特,征及大磷虾的富氟与其不同生长期无甚关联氟在大磷虾不同部位中的含量多寡仅与机体,组成密切相关的富集特征因为以几丁质为主要成分的甲壳与以脂肪和蛋白质组成的肌肉氟的含量相差甚远而幼体和成体磷虾间的氟含量也无明显差异,,氟作为为数不多的具有双闭值性质的微量生命元素之一在适当的闹值范围内对生物、,硬组织的建造及促进生物机体生长发育等方面起着其他元素所不可替代的作用包括海洋,动物在内的许多生物均含氟由于海洋的富氟环境因此海洋动物中的

6、平均含氟量要大大超,〔”过陆生动物且氟的分布也呈与大磷虾相似的特征,,然而尽管如此绝大多数海洋生物中的含氟量仍远远低于大磷虾中的氟含量两者在体〔巳〕内分布上的差异也明显可见海洋学报卷,。一,,。而大磷虾的含氟量却高达对大多数海洋生物而言体内的含氟量平均为。一“,。一“作为海水的主要组分之一氟在世界各大洋海水中的平均浓度为据笔,‘〕者的调查南大洋表层海水为大磷虾的栖息区中的氟含量也无明显变异在环境条件,。,氟含量基本相同的情况下大磷虾体内的氟含量可以是其他海洋生物的倍显然这一结果意味着大磷虾对氟的富集必有其独特的机理大磷虾甲壳中氟的动态变异及其富集原因和曾对大磷

7、虾蜕壳循环过程中氟的含量变化进行了研,究并根据大磷虾甲壳氟的含量变化与其蜕壳循环过程中生理变化特征的关系得出大磷虾,,对氟的富集是一种主动吸收的作用氟参与了大磷虾的生命活动过程并可能主要用于甲壳’峨〕〔硬化的初步认识,元素在生物体中的富集通常可分主动吸收和被动吸收两种方式前者为生物的生命之必需,而后者则主要是由于环境条件的改变或内在的物理、化学性能所致从等人,的研究结果看大磷虾对氟的吸收显然应属前者然而图所显示的氟在大磷虾甲壳蜕壳前后时序中的变化特征却表明大磷虾对氟的吸收并非仅仅如此由图的结果可以发现大磷虾的甲壳在蜕壳前后一段较短的时间内,氟的含量存在明显一,

8、,,甲的差异图蜕壳前甲壳中氟的含量较高