日本东北部蒲沼野生牡蛎壳中多毛纲钻孔生物Polydora websteri的繁殖、幼虫发育与种群动态研究

为解决全球水产养殖中钻孔多毛纲生物Polydora websteri对经济贝类的生态与经济威胁，研究人员通过对其在日本蒲沼野生牡蛎壳中的自然种群研究，揭示了该物种的繁殖季节性（水温>15°C）、幼虫发育的多型性（adelphophagic与planktotrophic幼虫共存）及种群动态规律（夏季-秋季为招募高峰）。研究证实其通过幼虫策略的多样性（局部滞留与长距离扩散）适应不稳定环境，为防控这一入侵物种提供了关键生态学依据。

　　

研究背景与问题
在全球水产养殖业蓬勃发展的背景下，一种名为Polydora websteri的钻孔多毛纲生物正悄然成为贝类养殖的“隐形杀手”。这种体长仅毫米级的蠕虫通过钻入牡蛎、扇贝等经济贝类的壳内形成泥疱(mud blisters)，不仅降低商品价值，还会导致宿主生长迟缓甚至死亡。更令人担忧的是，随着贝类苗种的跨区域运输，P. websteri已从美国原产地扩散至日本、欧洲、南非等十余个国家和地区，但其在自然环境中维持种群稳定的机制仍不明确。

研究开展与结论
东北大学农学研究科生物海洋学研究室的研究团队选择日本宫城县蒲沼 lagoon这一受人为干扰较小的半封闭潟湖作为天然实验室，历时4年（2018-2022年）对野生太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)壳中的P. websteri种群展开系统研究。研究发现单枚牡蛎壳内可寄生多达142条成虫，泥疱覆盖率达100%。通过结合野外监测与室内培养实验，团队首次揭示了该物种在自然条件下的完整生活史策略：当水温超过15°C时（5-10月），雌虫产下含30-188粒卵的胶囊，同一胶囊内竟同时存在两种发育模式的幼虫——adelphophagic型（通过吞噬营养卵快速发育，14-16刚节时定居）和planktotrophic型（仅发育至3-5刚节即孵化，需长期浮游）。这种被称为poecilogony（幼虫多型性）的独特现象，使其既能通过adelphophagic幼虫在夏季快速建立局部种群（8-10月为定居高峰），又能借planktotrophic幼虫在冬季持续扩散（11月至次年4月仍有新个体定居）。相关成果发表于《Marine Biology》。

关键技术方法
研究采用月度定点采样（6-10枚牡蛎/站×3站点），通过解剖计数、体宽测量（第5刚节宽度）和生殖腺观察确定种群结构；利用20°C恒温培养追踪幼虫发育模式；结合YSI Pro30水质仪记录环境参数（水温、盐度、溶解氧）。

研究结果

1. 栖息地特征：
   蒲沼 lagoon的淤泥质底质和6.4-34.3 ppt的盐度波动为P. websteri提供了理想生境。牡蛎壳边缘的泥管和壳内泥疱是其典型栖息特征。

1. 繁殖策略：
   雌虫体宽500-1200 μm时具备繁殖能力，5月产卵高峰期单个雌体可产生28个卵囊。卵囊内发育幼虫仅占少数（约10%），其余80%未受精卵作为营养源被消耗。

2. 幼虫发育多型性：
   68个培养卵囊中，62%同时包含两种幼虫（A型），38%仅有adelphophagic幼虫（B型）。A型卵囊平均孵化8.5±4.7只幼虫，其中52.8%为14-16刚节幼虫（可直接定居），37.6%为3-5刚节浮游幼虫。

1. 种群动态：
   冬季种群密度最高（59.4±44.6条/壳），夏季因高温胁迫导致成虫死亡率上升。体宽<300 μm的幼体在非繁殖季（1-4月）持续出现，证实planktotrophic幼虫的跨季扩散能力。

结论与意义
该研究首次在自然种群中证实P. websteri通过poecilogony实现“双保险”策略：adelphophagic幼虫保障本地种群快速恢复，planktotrophic幼虫突破时空限制实现基因交流。这种适应性进化解释了为何该物种能在蒲沼 lagoon等环境波动区域持续爆发，也为预测其在新入侵区的定殖风险提供了理论依据。研究建议水产养殖区应重点关注淤泥沉积量（幼虫招募关键因子）和水温阈值（15°C触发繁殖），为制定针对性防控措施提供了科学支撑。