对生物资源(天然产物)的需求正在上升,并变得越来越重要。这一趋势受到世界人口增长、生态足迹扩张和气候变化的影响,这些因素影响着全球许多地区(Marshadi等人,2025年)。海洋覆盖了地球表面的大约70%,是尚未充分开发的天然产物来源(Bar-On等人,2018年)。
海鞘(Phylum: Chordata, Subphylum: Tunicata, Class: Ascidiacea)是固着生活的滤食性生物,分布于从极地水域到热带及极端炎热环境(如波斯湾)的广泛纬度范围内(Primo和Vázquez,2009年;Kerdgari等人,2016年;Shenkar和Swalla,2011年)。它们既常见于人工基质也存在于自然基质中(Monniot等人,1991年;Gittenberger和van Stelt,2011年)。许多海鞘物种的成功入侵归因于它们的快速生长、广泛的生态耐受性和缺乏主要天敌(Zhan等人,2015年;Giachetti等人,2022年)。
由于其生态适应性和广泛的地理分布,许多海鞘物种在近海养殖场被视为有害的污损生物(FAO,2011年;Marques等人,2022年;Alvanou等人,2024年)。然而,在某些地区,它们被作为受欢迎的海鲜食用并在当地市场销售(Lee等人,2020年)。海鞘作为水产养殖害虫和有价值海鲜的双重身份,突显了其可控养殖的潜力。目前,海鞘主要在韩国和日本进行商业化养殖,证明了这种养殖方式的可行性及其在水产养殖中的广泛应用潜力(Kitamura等人,2010年;Lambert等人,2016年)。
获取海鞘用于商业目的主要有两种方法:水产养殖和野生采集。目前,海鞘养殖主要集中在Styela和Halocynthia属,这受到市场需求的驱动。这些养殖场通常使用悬挂在水柱中的长垂直绳索作为海鞘附着和生长的表面(Lambert等人,2016年;Lee等人,2020年)。或者,也可以从野外采集海鞘,但这种做法需要谨慎管理,以避免物种减少和周围生态系统的破坏(Davis,1995年;Voultsiadou等人,2007年)。例如,过度采集以沉积物有机物为食的海鞘已被证明会改变沉积物动态并增加珊瑚疾病(Clements等人,2024年)。
同样,在意大利,过度采集和海洋热浪导致可食用海胆的数量大幅减少,使得未被采集的物种迅速扩张并占据主导地位。这种不平衡加剧了对海藻林的破坏,留下了贫瘠的岩石地面并导致生物多样性丧失(Gianguzza等人,2011年;Toso等人,2025年)。
由于它们的系统发育位置,被囊动物也成为发育和进化研究的重要模型(Corbo等人,2001年;Satoh,2019年)。因此,已经为Ciona intestinalis、Ciona savignyi和热带海鞘Polycarpa mytiligera等模式物种建立了实验室养殖技术,使用流水系统(RSS)或循环水系统(RWS)(Hendrickson等人,2004年;Joly等人,2007年;Gordon等人,2020年)。此外,还开发了群体海鞘Ecteinascidia turbinata的养殖,以促进其抗癌化合物Ecteinascidin的商业供应(Duckworth等人,2004年)。
本文重点研究独居海鞘Styela plicata的养殖,这种海鞘常见于码头和港口,通常附着在浮码头、混凝土结构等人工基质上,经常形成密集的聚集(Platin和Shenkar,2023年)。它能够达到高密度,因此在鱼类和双壳类水产养殖中成为一种令人头疼的害虫,因为它会竞争养殖绳索的空间和食物资源,导致养殖损失(Fitridge等人,2012年;Pineda等人,2013年;Santos等人,2023年)。该物种能够耐受从寒冷到非常温暖的水温,以及不同的盐度和受污染的水质,显示出其对环境压力的强抵抗力(Pineda等人,2012年;Huang等人,2025年)。温暖的沿海水域通常营养贫乏,这对传统水产养殖物种构成挑战(Rosa等人,2012年)。S. plicata在温暖、高盐度和营养贫乏的条件下的生存能力突显了其在其他物种受限地区的养殖潜力。这种适应性结合其对温度变化的耐受性,使其成为水产养殖的理想选择,尤其是在当前气候变化条件下(Maulu等人,2021年;Froehlich等人,2016年)。
S. plicata个体长度可达9厘米(R. Platin观察)。它们厚实的坚韧被膜含有约60%的纤维素,可能在抵御捕食者方面起到重要作用(Koplovitz和Mc-Clintock,2011年;Xiaoyu等人,2023年)。此外,多项研究表明S. plicata含有抗氧化剂以及抗菌和抗癌化合物,表明该物种既可作为营养丰富的食物来源,也有药用价值(Cammarata等人,1997年;Tincu等人,2003年;Ko等人,2016年)。
为了将S. plicata用于商业目的,建议建立陆基养殖设施,以实现可控且无污染的养殖环境,提高养殖效率和成本效益,并在关键的生命早期阶段最大化幼体的存活率和生长速度。多项研究表明该物种在实验室条件下能够快速繁殖(West和Lambert,1976年;Platin和Shenkar,2023年),这为制定适合科学研究和商业养殖的方案提供了可能。然而,为了充分发挥其食品和生物技术的潜力,还需要进一步研究各种非生物因素和喂养制度对其生理特性的影响(Cardoso等人,2019年;Cong等人,2022年)。
此外,对于大规模生产而言,优化养殖条件(如喂养制度、光照暴露和温度)至关重要。这些因素在生长和存活中起着关键作用,尤其是在早期生命阶段,可能需要较高的维护成本(Pontes等人,2008年;Filippi等人,2024年;Yu等人,2024年)。由于水质和管理对养殖成功有重大影响,我们比较了两种陆基养殖系统:一种使用天然海水的流水系统(RSS)和一种使用人工海水的循环水系统(RWS)。建立平衡生物需求和经济效率的物种特异性方案是开发低成本养殖系统的关键步骤(Louren?o和Valente,2022年)。这些方案旨在在最大化生长和产量的同时降低生产成本(Kankainen等人,2012年)。本文介绍了一种S. plicata的实验性养殖方案,在两种类型的陆基养殖系统(RWS和RSS)下培养其早期生命阶段,以促进其可持续养殖潜力。