饥饿与再投喂对普通褐虾蜕皮间隔、生长增量及死亡率的影响机制研究

本研究针对普通褐虾(Crangon crangon)在食物短缺条件下的生理响应机制展开探索。研究人员通过控制实验模拟饥饿及再投喂过程，首次系统揭示了饥饿导致体长收缩(最大达8%)的生理必要性，并发现再投喂阶段死亡率骤增(占总体死亡的90%)的关键现象。研究创新性提出干重状态指数(DWCI)阈值模型，为甲壳类生长调控及渔业资源管理提供了重要理论依据。

　　

在北海生态系统中，普通褐虾(Crangon crangon)作为关键物种维系着复杂的营养级联关系，同时支撑着年捕获量超3万吨的重要渔业。然而近年来种群数量异常波动，传统管理措施收效甚微。这一现象背后，冬季食物短缺对成虾的潜在影响长期被忽视——特别是对抱卵个体的生长抑制可能直接影响次年补充量。更令人困惑的是，尽管实验室研究已证实甲壳类存在"负生长"现象，但野外种群中这一现象的普遍性及其生态意义始终成谜。

德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所(AWI)联合汉堡大学的研究团队通过精细控制的室内实验，首次系统解析了饥饿及再投喂对褐虾生理的全链条影响。研究设置17±1.7°C恒温环境，采用个体隔离培养方法，对比分析了5/9/13天饥饿处理组与持续投喂对照组的蜕皮间隔(IMP)、生长增量(GI)和死亡率变化。关键技术包括：1)基于Sharawy等(2019)公式的干重状态指数(DWCI)计算体系；2)高分辨率图像测量系统(Image J)实现亚毫米级体长监测；3)来自比苏姆港的野外样本队列(n=237)与实验数据的交叉验证。

死亡率
研究揭示再投喂是生存关键期：13天饥饿组总死亡率达80.3%，其中92%发生在再投喂阶段。这与甲壳类代谢重启机制相关——饥饿期通过降低代谢率保存能量，而再投喂时消化代谢的急剧升高可能导致生理崩溃。

干重状态
饥饿显著降低蜕皮前DWCI(13天组1.02±0.09 vs 对照组1.48±0.25)，但蜕皮后差异缩小(0.87±0.07 vs 1.05±0.1)，证实甲壳类通过调节水分平衡维持基础生理状态。

蜕皮间隔
IMP与饥饿时长呈线性延长(adj. R²=0.76)，30-39.99mm个体受影响更显著。值得注意的是，所有个体均在再投喂后才会蜕皮，暗示能量阈值机制的存在。

生长增量
突破性发现体长收缩现象：13天饥饿组30-39.99mm个体平均收缩8%。收缩幅度与干物质损失显著相关(r=0.819)，证实这是主动生理调节而非测量误差。

野外数据验证
2006-2020年样本分析显示：冬季最高37.2%个体存在收缩风险，证实这是自然种群的普遍适应策略。Sharawy阈值模型成功预测野外数据，为资源评估提供新工具。

这项发表于《Marine Biology》的研究从根本上改变了人们对甲壳类饥饿响应的认知：1) 揭示再投喂期是种群动态的关键调控节点；2) 确立体长收缩作为能量赤字下的主动适应策略；3) 开发的DWCI阈值模型可直接整合入渔业管理模型。特别是对北海褐虾渔业而言，研究提示冬季禁渔期设置需考虑成虾生理状态，而基于干重指标的监测可提前预警补充量波动。这些发现对理解甲壳类能量分配进化、优化渔业管理策略具有双重意义。