代谢抑制揭示两种温带海洋双壳贝类在低氧环境中的脆弱性差异

推荐：本研究针对夏季富营养化河口低氧事件频发问题，通过比较东部牡蛎(Crassostrea virginica)和蓝贻贝(Mytilus edulis)在常氧(>5 mg O2 L-1)、低氧(～2 mg O2 L-1)和无氧(<0.5 mg O2 L-1)条件下的生理响应，发现仅牡蛎能通过代谢抑制降低呼吸速率(RR)，其存活时间显著长于贻贝，为预测气候变化下贝类适应性提供新见解。

　　

在温带河口地区，夏季富营养化与水温上升正导致低氧事件频发，这对固着生活的海洋双壳贝类构成严峻挑战。东部牡蛎(Crassostrea virginica)和蓝贻贝(Mytilus edulis)作为大西洋西部重要的生态和经济物种，虽常共生于相同栖息地，但二者对持续低氧的适应机制差异尚不明确。随着气候变化加剧，理解这些生理策略的差异对预测物种存续至关重要。

为揭示这一科学问题，Keryn Winterburn团队在《Marine Environmental Research》发表研究，通过模拟夏季富营养条件（24°C，20,000 cells Tisochrysis lutea mL^-1），系统比较了两种贝类在常氧、低氧和无氧环境下的生存率、呼吸速率(RR)和摄食率(PR)。研究采用流动式呼吸测量系统(PreSens OXY-4 SMA G3)监测氧气消耗，通过粒子计数器(PAMAS S4031GO)量化摄食行为，并运用线性混合模型分析数据。实验样本采集自加拿大新斯科舍省Sober Island的野生种群。

研究结果显示：在低氧条件下，两种贝类均显著降低PR（牡蛎从2.84±1.74降至0.81±0.59 L h^-1，贻贝从1.72±0.98降至0.35±0.26 L h^-1），但仅牡蛎表现出RR显著下降（1.69±0.49 vs 1.28±0.41 mg O₂ h^-1），表明其具有代谢抑制能力。生存分析显示，无氧条件下牡蛎LT₅₀为16.6±0.6天，显著长于贻贝的6.8±0.6天。更值得注意的是，当预先暴露于低氧的个体转入无氧环境后，牡蛎存活时间与直接无氧暴露组无差异，而贻贝存活时间缩短，揭示其生理策略的局限性。

讨论部分强调，代谢抑制而非单纯摄食减少是牡蛎低氧耐受性的关键机制。这种策略使其能通过下调非必需代谢过程（如降低心率和蛋白质合成）保存能量，而贻贝因无法有效启动该机制导致存活率降低。在24°C的夏季温度下，这种差异可能被进一步放大，因为该温度接近贻贝的热耐受阈值。研究首次证实长期低氧预适应对后续无氧耐受的物种特异性影响，为理解气候变化下贝类种群动态提供了生理学基础。

该研究的创新性在于将传统生存分析与高分辨率生理监测结合，阐明代谢调节策略在环境应激中的核心作用。成果不仅对水产养殖物种选择具有指导价值，更提示未来需关注物种特异性代谢可塑性，以准确预测海岸带生态系统对气候变化的响应。