海水青鱂魚在酸化環境下行為模式的改變與視覺能力和神經傳遞物質表現

Abstract

自工業革命之後，全球環境因人為因素造成大氣中的二氧化碳濃度逐年上升，而氣體分壓上升使得部分二氧化碳會溶入海水中，使海水的酸鹼值逐漸遞減。許多研究指出：當魚類處於高碳酸化的海洋環境中，會造成其生存率、鈣化率、甚至個體的酸鹼平衡機制受到影響，並進而導致其行為模式異常。在過去研究中已證實：腦部神經系統運作會間接影響魚類的行為；此外，部分研究也提出感官器官的受損也會導致魚類行為異常。因此，本研究運用海水青鱂魚（Oryzias melastigma），探討當其跨世代長期馴養於高碳酸環境中，魚類行為模式的改變，是肇因於視覺系統的損害，亦或是腦內神經傳遞物質系統的異常所導致。 研究終將海水青鱂魚分別跨世代馴養在一般正常（控制組，pH~8.1）與高碳酸（酸化組，pH~7.6）的海水中。酸化組別在經過兩個世代的長期馴養後，母魚在novel tank test中有類焦慮行為的產生。此外，公魚與母魚眼睛中感受中波長光的視蛋白基因（opn1mw1），會在跨世代馴養後提升。然而，在視網膜電流圖實驗中發現：高碳酸跨世代並不會改變其後視網膜細胞的總體電訊號反應。在海水青鱂魚全腦的轉錄體分析發現：魚腦中與血清素生合成以及回收機制相關的基因表現，會隨著高碳酸跨世代處理而被誘導。因此，透過我們系統性的實驗結果推測：當海水青鱂魚跨世代地長期馴養於高碳酸環境中，其焦慮行為的發生，可能並非視覺系統的損害所造成，而可能是肇因於腦內血清素系統運作異常。