Gammarus aequicauda在超高盐度湖泊中对Arctodiaptomus salinus的捕食行为及其对水产养殖的启示

《Food Webs》：Gammarus aequicauda predation on Arctodiaptomus salinus in a hypersaline lake and implications for aquaculture

生态与行为学视角下的盐湖浮游动物捕食关系研究，通过盐度差异显著的莫伊纳基湖野外调查及双日实验，发现雌雄性G. aequicauda对A. salinus的捕食量存在性别差异，雄性在8-60 ind/L密度范围内捕食量与浮游桡足类数量呈显著线性正相关。研究证实两物种在统一池塘中无法稳定共育。

　　

Elena Anufriieva|Vladimir Yakovenko|Nickolai Shadrin

俄罗斯科学院南方海域生物学A.O. Kovalevsky研究所，塞瓦斯托波尔

摘要

营养相互作用的生态学和行为学问题对于水生生态学以及综合多营养级水产养殖系统的设计至关重要。在高盐度水域发展综合多营养级水产养殖越来越受到关注。Gammarus aequicauda（端足目）和Arctodiaptomus salinus（桡足目）都是高盐度水域中数量丰富的物种，具有很高的水产养殖潜力。研究这些物种之间的营养关系对于理解高盐度水生态系统的功能以及推进此类环境下的水产养殖至关重要。本研究通过在高盐度湖泊中进行实验以及为期两天的实验来探讨这两种物种之间的营养关系。实验中采用了行为学方法来评估它们的摄食时间分布。在湖泊中，G. aequicauda的数量范围为每立方米400至11,600只，平均为4,017只。在废水排放口附近，A. salinus的数量高达每立方米128,000只，而湖泊其他区域的数量较低。桡足类动物聚集处会吸引端足类动物，并成为它们的主要猎物。实验结果表明，Gammarus aequicauda主要以桡足类为食，雄性在猎物充足时的捕食率高于雌性。当桡足类浓度在每升8至60只之间时，观察到它们与Gammarus aequicauda之间的捕食数量存在明显的线性关系。Gammarus aequicauda能够显著减少湖泊中A. salinus的数量。在均匀的池塘或容器中同时养殖这两种物种是不现实的。

引言

了解生态系统中不同物种之间的相互作用是生态学的关键任务，对于设计具有最佳物种组合的综合多营养级水产养殖系统也至关重要。近年来，高盐度水域的水产养殖发展前景引起了越来越多的关注（Anufriieva, 2018; Moreno-Figueroa et al., 2019; Madkour et al., 2023; Shadrin et al., 2025a）。这是因为尽管环境极端，但许多高盐度水体仍展现出显著的生物生产力（Oren, 2009; Asencio, 2013; Shadrin and Anufriieva, 2018a）。

高盐度栖息地属于最极端的环境之一，动物物种多样性较低（Williams, 1998; Anufriieva and Shadrin, 2023）。随着盐度的增加，动物多样性下降，通常伴随着食物链的缩短和专性捕食者的丧失（Golubkov et al., 2018; Shadrin and Anufriieva, 2018a）。在这种情况下，兼性捕食者成为动物群落分类结构的主要驱动力（Shadrin and Anufriieva, 2018a; Shadrin et al., 2019）。杂食性端足类Gammarus aequicauda（Martynov, 1931）是克里米亚高盐度水域中约40种甲壳类动物之一，在那里数量较多（Shadrin et al., 2020a）。它主要以本地和外来植物生物质为食（Cummins and Klug, 1979; Graca et al., 2001），同时也捕食各种无脊椎动物（Shadrin et al., 2020a, 2021, 2024a），并且是非常有潜力的水产养殖物种（Shadrin et al., 2025a）。

Arctodiaptomus salinus（Daday 1885）（桡足目）是另一种在克里米亚高盐度水域中常见的甲壳类动物，数量也很多（Anufriieva and Shadrin, 2014a）。在某些水域中，这种物种被采集用作鱼饲料（Samchyshyna, 2008）。由于其作为虾和鱼的营养饲料的潜力，它在水产养殖中也具有很高的价值（Guerrero et al., 2007; Gümü? et al., 2022; Shadrin et al., 2025a）。这种潜力源于其高生产力（Jiménez-Melero et al., 2013）、广泛的盐度和温度耐受性（Anufriieva and Shadrin, 2014b）以及较高的虾青素含量（Bodea et al., 1965; Guerrero et al., 2007; Gümü? et al., 2022）。

这些发现引发了一些问题：它们之间的营养相互作用有哪些定量模式？是什么决定了这些模式？是否可以在池塘中同时养殖这两种物种？鉴于G. aequicauda能够捕食浮游枝角类Moina salina（Daday, 1888）并在高盐度水域中抑制其繁殖（Shadrin et al., 2020a），可以推测它也能大量捕食A. salinus。与其密切相关的物种Gammarus lacustris（G.O. Sars, 1863）以很高的强度捕食A. salinus（Skoptsov, 1980; Yemelyanova et al., 2002），但尚未对其捕食率进行定量研究。

本研究的目标是：1. 通过实验研究G. aequicauda雄性和雌性对A. salinus数量的捕食率依赖性；2. 从理论上解释这种依赖性；3. 测试两个假设：a) Gammarus的捕食率是否存在性别差异；b> 是否可以在同一池塘中稳定地共同养殖A. salinus和G. aequicauda》？

研究区域

莫伊纳基湖（坐标：45°11′06″ N 33°19′29″ E）是克里米亚半岛众多高盐度湖泊之一，也是黑海最大的湖泊。它被一片沙洲与大海隔开，属于海咸水湖，位于叶夫帕托里亚市周边（图1）。湖泊面积为1.76平方公里，平均深度为0.5米，最大深度为1.5米（Shadrin et al., 2020a, 2020b, 2021）。在北克里米亚运河建设之前（20世纪70年代），该湖泊已经是高盐度水域。

研究区域

莫伊纳基湖（45°11′06″ N 33°19′29″ E）是克里米亚半岛上的众多高盐度湖泊之一，也是黑海最大的湖泊。它通过一条沙洲与大海隔开，属于海咸水湖类型，位于叶夫帕托里亚市周边（图1）。湖泊面积为1.76平方公里，平均深度为0.5米，最大深度为1.5米（Shadrin et al., 2020a, 2020b, 2021）。在北克里米亚运河建设之前（20世纪70年代），该湖泊就已经是高盐度水域了。

野外研究

实验期间，湖泊的温度在12至29°C之间波动，具体实验在温度为25至28°C时进行。湖泊的盐度略有波动，平均值为65克/升。唯一的例外是靠近废水排放口的地方，那里的盐度为20克/升；随着距离排放口的增加，盐度逐渐升高，达到48克/升。

讨论

在其他研究人员的实验以及我们之前的实验中都观察到，G. aequicauda会在整个水体中移动，其运动方式类似于随机游走（Longo et al., 2016; Shadrin et al., 2020a）。另一项研究的测量结果显示，其平均移动速度为17毫米/秒（Longo et al., 2016），略低于本研究中观察到的速度。这种差异可能是因为我们的实验在更高的温度下进行。

作者贡献声明

Elena Anufriieva：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金获取、数据分析。Vladimir Yakovenko：撰写、审稿与编辑、实验设计、数据分析。Nickolai Shadrin：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法论研究、数据分析、概念框架构建。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究得到了俄罗斯科学基金会项目编号24-66-00001的支持（https://rscf.ru/project/24-66-00001/）。作者感谢Bindy Datson（澳大利亚）为提高手稿的英文质量所做的无私工作。