湖南省永州地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)的一種桃花水母的分類鑒定

李程濤　席少明

摘要：本文采用形態(tài)學(xué)鑒定和16sRNA序列分析技術(shù)對(duì)采自湖南省祁陽(yáng)縣第一中學(xué)游泳池中的桃花水母（freshwaterjellytish）進(jìn)行分類鑒定。

關(guān)鍵詞：桃花水母；湖南永州；形態(tài)鑒定；16sRNA

“桃花水母”是全球唯一生活于淡水水體的水母物，在分類上屬于腔腸動(dòng)物門，是一種珍稀的水生生物物種之一。桃花水母對(duì)生存環(huán)境要求很高，水溫不得高于35℃，水質(zhì)不能有任何有毒物質(zhì)污染，但隨著工業(yè)文明帶來(lái)的環(huán)境污染，桃花水母逐漸在很多地區(qū)絕跡。近年，隨著生態(tài)環(huán)境的好轉(zhuǎn)，該物種是在湘江水域上游城市一一永州市首次出現(xiàn)，它不僅填補(bǔ)了永州地區(qū)桃花水母物種的空白，更為開(kāi)展永州相關(guān)生物環(huán)境質(zhì)量評(píng)估和生物資源保護(hù)提供了良好的契機(jī)，故而加強(qiáng)對(duì)桃花水母的認(rèn)知與保護(hù)十分必要。本文擬從湖南省永州市祁陽(yáng)縣第一中學(xué)采得的淡水桃花水母標(biāo)本和活體進(jìn)行形態(tài)學(xué)方面的研究和物種上的鑒定。

一、材料與方法

1.1標(biāo)本采集地點(diǎn)與生境

2015年8月21日在湖南省永州市祁陽(yáng)縣第一中學(xué)游泳池（東經(jīng)111035′50″，北緯26035′50″）驚現(xiàn)大量桃花水母。該游泳池改建于2012年，此處環(huán)境優(yōu)美，水質(zhì)清澈見(jiàn)底，東面是學(xué)校男生樓，南面小樹(shù)林，西面為湘江，北面為女生摟的低洼標(biāo)準(zhǔn)游泳池，面積1050m2，容積3950m3，各邊界距離不超過(guò)15m。最初水源抽于湘江，以后主要靠天然水補(bǔ)充，物種豐富度低，只有少量人工放養(yǎng)觀賞魚。2014年曾出現(xiàn)少量的水母，但沒(méi)有引起相關(guān)重視。2015年8月出現(xiàn)后，學(xué)校給予了保護(hù)，并成立了桃花水母研究課題小組。此池水經(jīng)過(guò)自動(dòng)凈化后，HOLD值為65，pH6.9左右，達(dá)到國(guó)家二類水質(zhì)。

1.2材料與方法

實(shí)驗(yàn)所采用的樣本50個(gè)，標(biāo)本用2%的硫酸鎂麻醉5分鐘，用70%福爾馬林固定1h，后用5%福爾馬林保存（現(xiàn)保存于湖南省祁陽(yáng)縣第一中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本室）。2015年9月17日采集于祁陽(yáng)一中游泳池，成熟水母體直徑10-20mm，采集到水母體后，養(yǎng)殖于容積5L的圓形玻璃缸中，密度2個(gè)/L。飼養(yǎng)條件下4d換一次水，每次換水占容積的1/4，并且注意換水溫差不超過(guò)2℃。采用祁陽(yáng)一中游泳池原水進(jìn)行飼養(yǎng)，pH控制在6.9左右。2015年9月在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了較為詳細(xì)的觀察，使用常規(guī)解剖鏡和生物顯微鏡、數(shù)碼顯微鏡、C1形物鏡測(cè)微尺1/100、C7型0.1坐標(biāo)形目鏡尺10/100進(jìn)行觀察及拍攝照片。自然觀察采用圍網(wǎng)觀察法，在游泳池放置2個(gè)圍網(wǎng)，每圍網(wǎng)10個(gè)桃花水母。

二、桃花水母形態(tài)學(xué)觀察與鑒定

2.1實(shí)地觀察

2015年8月21日開(kāi)始取樣和圍網(wǎng)連續(xù)觀察到2017年2月15日，歷經(jīng)566天，夏天6：30開(kāi)始出現(xiàn)在水面活動(dòng)，下午6：00在水下活動(dòng)，冬天7：40開(kāi)始出現(xiàn)在水面活動(dòng)，下午5：30在水下活動(dòng)，其中每天上午10點(diǎn)左右活動(dòng)最強(qiáng)，下午2點(diǎn)到3點(diǎn)活動(dòng)最強(qiáng)，生活最低天氣環(huán)境溫度2度，最低水溫8.5度，最高天氣環(huán)境溫度42度，水溫35度，特別注意的是環(huán)境溫度和水溫低的時(shí)候桃花水母在水下30到50cm深活動(dòng)，如果不仔細(xì)觀察很難發(fā)現(xiàn)有桃花水母在活動(dòng)。水質(zhì)清澈見(jiàn)底，優(yōu)勢(shì)物種是桃花水母。桃花水母存活時(shí)間長(zhǎng)，每年水母體存活時(shí)間長(zhǎng)達(dá)200天左右，數(shù)量多，與資料的觀察有明顯的區(qū)別，通過(guò)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)是觀察方法不科學(xué)，觀察時(shí)間不合理，觀察手段不先進(jìn)。本實(shí)驗(yàn)用自制的LED數(shù)碼潛望顯微鏡進(jìn)行水下觀察和圍網(wǎng)觀察，更沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間跟蹤觀察導(dǎo)致觀察有嚴(yán)重偏差。本實(shí)觀察大年初一都沒(méi)有間斷過(guò)。

2.2、實(shí)驗(yàn)室觀察

2.2.1雌雄觀察

桃花水母為雌雄異體。觸手細(xì)長(zhǎng)伸向上方的為雌性，觸手短粗向下方的為雄性。雌雄性成熟后精、卵排出體外于水中受精1。受精卵發(fā)育成一個(gè)0.2mm具有纖毛的雙胚層浮浪幼蟲(chóng)，幼蟲(chóng)在水中活動(dòng)2-3天后固著于外物，再經(jīng)過(guò)一周時(shí)間發(fā)育成一個(gè)0.3mm極小的樹(shù)枝狀的水體，條件合適以出發(fā)育成水母體。

2.2.2桃花水母底面觀

桃花水母體態(tài)晶瑩透明，透過(guò)清澈見(jiàn)底的水面，成千上萬(wàn)個(gè)硬幣般大小、神秘精靈般的桃花水母，在水中一張一合、在水中翩翩起舞姿態(tài)優(yōu)美。它的傘體不停地收縮與舒張，將下傘腔內(nèi)的水壓出體外，借此朝相反的方向緩慢游動(dòng)。

2.2.2.1口和唇片

口在傘體下方胃管未端，伸出傘體外，呈喇叭狀，由四片唇片組成，是食物入口和消化殘物的排出口。口的大小2-5mm.

2.2.3傘徑（mm）

傘體扁于半球形，高5-8mm，直徑d10-20mm，最大個(gè)體18.9mm，最小個(gè)體11.3mm，平均14.72±0.55mm，身體由膠質(zhì)蛋白組成，含水量約97%，

2.2.4觸手

桃花水母?jìng)憔売|手?jǐn)?shù)目為290條左右，沿傘緣分兩層排列，按其長(zhǎng)度及著生位置分為三級(jí)。其中主幅觸手為一級(jí)，共4條，明顯長(zhǎng)于其他觸手。位于主幅觸手之間，并與之在同一層面上著生的其他觸手為二級(jí)觸手，數(shù)量為14-20條；在一、二級(jí)觸手下面環(huán)生的觸手為三級(jí)觸手，數(shù)量為160-240條。水母在水中下沉?xí)r，觸手伸展且向上，呈長(zhǎng)線狀；上升或向某一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觸手遠(yuǎn)端逆運(yùn)動(dòng)方向彎曲。

2.2.4.1主觸手?jǐn)?shù)目及觸手?jǐn)?shù)碼顯微鏡照片

主觸手四條，末端與胃管相連。平均長(zhǎng)度2.7±0.57mm，明顯比二級(jí)觸手粗和長(zhǎng)，上有環(huán)狀矮錐形乳突刺絲囊，每個(gè)矮錐形乳突5-7個(gè)乳白色小橢球形小囊組成，當(dāng)遇到食物時(shí)，觸手上的刺絲囊即射出刺絲，刺中被捕獲物，頃刻將其中毒身亡，以觸手送入口中，吞入胃內(nèi)。桃花水母多以劍水蚤、小線蟲(chóng)、小環(huán)蟲(chóng)、小蝌蚪、小魚苗等為食。

2.2.4.2刺絲囊疣的排列數(shù)碼顯微鏡照片

2.2.4.3刺絲囊疣的形狀數(shù)碼顯微鏡照片

2.2.5生殖腺

生殖腺四個(gè)連在胃管1/3處到胃囊邊緣，呈淡黃色，扁平囊狀三角形，性成熟時(shí)排出生殖細(xì)胞并從胃管上脫落，向下有一指尖狀突起。

2.2.7平衡囊

平衡囊是水母運(yùn)動(dòng)平平衡結(jié)構(gòu)，內(nèi)有平衡石，平衡囊呈長(zhǎng)管形，數(shù)目97-144個(gè)，平均124個(gè)。

2.2.8神經(jīng)環(huán)

桃花水母是二胚層向三胚層過(guò)渡腔腸動(dòng)物，神經(jīng)系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，只有低等的神經(jīng)環(huán)。

三、桃花水母分子水平鑒定

3.116sRNA鑒定

本結(jié)論由湖南大學(xué)生物系劉斌教授分析，將經(jīng)過(guò)校正結(jié)果輸入Gen-Bank，與王文彬教授研究信陽(yáng)水母RNA高度相似達(dá)99.57%。

四、鑒定結(jié)論

采自湖南省永州市祁陽(yáng)一中的桃花水母，經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)分析研究鑒定和16sRNA鑒定，本物種是湖南淡水水母新種——信陽(yáng)水母

五、討論

桃花水母以自己獨(dú)特的生命形成記錄著地球生命的發(fā)展歷程。其特有的基因?qū)ΜF(xiàn)代基因工程的研究具有重要價(jià)值，同時(shí)也為研究和了解物種的遺傳、進(jìn)化提供了條件，我們初步研究桃花水母形態(tài)結(jié)構(gòu)，我們與湖南大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行對(duì)該水母的基因序列進(jìn)行分析，確定該水母在分類學(xué)中的地位。完成桃花水母16sRNA序列測(cè)試，確定本次發(fā)現(xiàn)的桃花水母是否為一地域代表性新種。桃花水母標(biāo)本庫(kù)的建設(shè)、桃花水母人工繁殖及保護(hù)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等。本研究還有下列問(wèn)題與同行商討：

（1）桃花水母發(fā)生是否與危爾尼諾現(xiàn)象有關(guān)。

（2）本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)566天連續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)與很多專家觀察結(jié)果有很大的區(qū)別，本研究的樣本多，活體標(biāo)本數(shù)更多，一般的結(jié)論樣本存活時(shí)間短，本研究樣本存活時(shí)間達(dá)226天跨四季，從8月21日開(kāi)始出現(xiàn)到第二年2月15日水母體消失時(shí)間長(zhǎng)。

（3）存活極溫度最低水溫3度，最高水溫35度。

（4）本實(shí)驗(yàn)研究了新的PEG復(fù)合脲醛樹(shù)脂保護(hù)標(biāo)本是否對(duì)標(biāo)本有損害，能否長(zhǎng)時(shí)間保存有待進(jìn)一步研究。