斑马鱼行为篇（76）：基于水质污染研究的斑马鱼毒理学研究

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斑马鱼作为一种模式生物，对环境污染物较为敏感，已被广泛应用于多个领域的毒理学研究。研究水质突发性污染对斑马鱼规避行为反应的影响是一项重要的生态毒理学研究。通过观察斑马鱼在规避行为反应试验装置内的行为变化，可以评估污染物对生物体的影响。

采用60min流水暴露试验，测定斑马鱼在不同毒性浓度氯化镉、氯化锌中的行为毒性响应。在流水试验中，污染物的配置浓度以24h的半致死剂量为一个毒性单位，即1TU。试验分别在不同污染物浓度(毒性单位)不同比例(10∶0、3∶7、5∶5、7∶3、0∶10)下进行。在联合污染物氯化镉、氯化锌的暴露试验中，试验用水使用充分曝气的自来水。试验分别记录在0.1、0.5、1、2TU浓度下斑马鱼的游动行为变化，记录每分钟的平均值，试验条件与实验室斑马鱼培养条件一致，试验过程中不予投加食物。该试验进行时长为1h，前30min为无污染物暴露下的空白试验，后30min为污染物暴露下的对照试验(因无法避免个体差异，如果选用不同的斑马鱼做对照试验，将影响试验的准确性)。毒性试验采用持续曝气的自来水配液，且所设置的毒性浓度指配置时的浓度，而非进入监测装置中的1个变化浓度。每组试验8条斑马鱼，流量设置为15L/h，避免对斑马鱼的游动造成较大冲击。

水温通过温度控制装置调节为(26±1)℃，背景光照恒定不变，为实验室灯光。同时，试验过程中尽量控制，减少人为、噪音等客观因素的影响。通过摄像头以10～12帧/s保存监测图片，为能够更方便地展示鱼类行为的变化。

分析：

鱼类生物监测与预警系统对鱼类的游动行为进行捕捉，通过轨迹分析软件对其运动行为指标(游动速度、加速度等)与群体行为指标(分散度、平均距离等)进行量化分析，其结果受外界非毒性因素(噪声、光照)影响较大，且耗时较长。鱼类的规避行为是鱼类的自发性行为反应，当受到污染物刺激后，会自动前往无污染或污染程度较低的区域，其受外界因素影响较低。

在对照组中，斑马鱼的游动速度和距中心对角线的距离波动不大，游动速度相对稳定，距中心对角线距离基本稳定在10至15厘米。而在试验组中，斑马鱼的游动速度呈现先上升后下降的趋势，距中心对角线距离则呈现逐渐增大而后稳定的趋势，最终稳定在约21厘米左右，这可以视为斑马鱼基本进入胁迫逃离区。在高浓度毒性暴露下，斑马鱼的行为机制受损，无法适应高浓度暴露环境，只能通过降低其行为活动和新陈代谢来减少与污染物的接触。斑马鱼逃离中心污染物扩散管的行为趋势强度与浓度呈正相关，浓度越高，其逃离趋势越明显，进入胁迫逃离区的时间越短。在接触污染物后，会自动逃离至污染物或污染程度较低的区域，且浓度越高，逃离趋势越明显。

参考文献：

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