卤水丰年虾是一种生活在低溶氧量

1、鹵水中的小精靈-鹵水豐年蝦(Branchiapoda sp.)摘 要 鹵水豐年蝦是一種生活在低溶氧量、高濃度鹽水中的節肢動物，鹵水豐年蝦的乾燥休眠卵於鹽水濃度2.63%26.3%、溶氧量13.6ppm 9.8ppm內均可以孵化，且濃度越高孵化率越高，而低於2.63%鹽水中休眠卵未孵化且破裂腐爛。 鹵水豐年蝦休眠卵會孵化出無節幼體，經15天並蛻皮11次就能成長為成蝦。每蛻皮一次，體節和游泳肢數目都會增加，眼柄型態也會改變，其中於第四次蛻皮是重要的性別轉換期，雌雄便開始出現，雄蝦會發展出鉤狀抱握器和交接器，雌蝦則形成卵囊。 鹵水豐年蝦的飼養壽命約為45天，但是族群數量會隨不同環境而有時間變化，研究

2、發現鹽場原水組中族群於第5天全數死亡，加入小球藻飼養組族群壽命25天，加入鹽場碎石片環境族群壽命38天，而加入鹽場污泥組壽命則45天。此外，鹵水豐年蝦行為亦會隨環境變動而變化，只要池水受到擾動或水質污濁時，雌雄個體會開始交配行有性生殖產生休眠卵來度過變化環境。關鍵字：鹵水豐年蝦、鹽水濃度、溶氧量一、研究動機 有一次到七股參觀曬鹽過程，幸運地在鹽田的水溝中發現了一群倒著游泳小天使，牠們在水中飄動，小巧可愛，這群小生命是如何在這麼特殊的環境中繁衍茁壯？自然與生活科技第二冊課本中曾經介紹到生物在長期的天擇下，能夠適應環境的品種才能得以生存繁衍。鹵水豐年蝦到底有何特殊的行為，才能在生物難以忍耐的高濃度

3、鹽水中得以繁衍。二、研究目的(一) 休眠卵在不同濃度的食鹽水中孵化率測定(二) 不同的濃度食鹽水的水質檢測(三) 鹵水豐年蝦的生命週期記錄(四) 靜水狀態飼養的鹵水豐年蝦族群數量變化(五) 環境驟變時鹵水豐年蝦的行為改變記錄三、研究器材 溶氧量檢測機 1台， pH值檢測儀 1台， pH4校正液， pH7校正液，比重計(1.01.1)2支，燒杯，食鹽(NaCl)， 碳酸氫鈉(NaHCO3) ，玻璃棒1支，小球藻，水族箱，燈泡， 定溫加熱器 1組，溫度計1支，筆記本，數位相機、複式顯微鏡 解剖顯微鏡1台四、實驗步驟(一)蒐尋鹵水豐年蝦的分類及生存環境之相關文獻，並準備飼養及 觀察裝備(如照片1)。

4、 照片1：飼養及觀察裝備照片2：罐裝乾燥休眠卵(10倍)(二)罐裝乾燥休眠卵(如照片2)於不同食鹽水濃度中的孵化率測定與 觀察 1.取6個500ml燒杯調配26.3%、13.2%、6.6%、2.63%、1.32%、 0.263%等六種不同濃度食鹽水溶液各250ml。 2.分別放入罐裝乾燥休眠卵50粒/250ml。 3.利用燈泡控制溫度，維持水溫在2528。 4.每日中午觀察並記錄孵化數量變化。 5.利用解剖顯微鏡與複式顯微鏡拍攝孵化過程。 (三)飼養後所取得的休眠卵對不同食鹽水濃度中的孵化率的測定與 觀察 1.沿用實驗(二)之食鹽水濃度及控制變因。 2.改放入飼養取得的休眠卵500粒/250m

5、l。 3.其餘步驟不變。(四)不同濃度食鹽水及田野調查的水質檢測 1.檢測步驟(二)與(三)所使用各濃度食鹽水之溶氧量、比重、pH值。 2.檢測田野調查定點四處鹽水之溶氧量、比重、pH值。(五)在不同飼養環境中所飼養鹵水豐年蝦族群數量的觀察及探討 1.將剛孵化完成的鹵水豐年蝦各50隻分別飼養在下列四種不同環 境的飼養箱中： A：七股鹽場帶回的比重1.05的原水。 B：原水 + 小球藻飼養 C：原水 + 鹽場的碎石片 D：原水 + 鹽場水溝中的泥土 2.每日中午觀察紀錄飼養箱中成蝦的行為及幼蝦的族群數量。 3.並測定水質的溶氧量，紀錄於紀錄表中。 4.由觀察紀錄找出鹵水豐年蝦的生命週期。(六)將

6、觀察對象以吸管吸取後，置入凹型載玻片中，然後使用放大 鏡及複式顯微鏡與解剖顯微鏡觀察紀錄以下項目： 1.觀察紀錄各齡鹵水豐年蝦之體型與構造變化及體長。 2.觀察紀錄鹽場帶回鹵水豐年蝦的雄蝦、雌蝦之體型與構造差異 情形。 3.利用顯微攝影及手繪進行記錄與分析。(七)改變鹽場帶回的鹵水豐年蝦成蝦在飼養箱中的環境，紀錄並拍 照成蝦的各種行為。五、研究結果 (一)鹵水豐年蝦(Branchiapoda sp.)在分類階層上屬於節肢動物門、有鰓亞門、甲殼綱、無甲目、鹵水豐年蝦科、豐年蝦屬，目前被利用作為水產養殖的飼料。其與一般的食用蝦血緣關係僅屬同綱。 (二)罐裝乾燥的鹵水豐年蝦休眠卵在濃度26.3 %

7、飽和食鹽水，所取出上層的澄清液中，孵化率可達到72 % (如照片3-5)。但是，有鹽結晶的下層飽和食鹽水中休眠卵卻無法孵化。至於鹽水濃度在2.63 % 26.3 %間的休眠卵均可以孵化，且濃度越高孵化率越高(如圖1)。低於2.63%食鹽水中休眠卵未孵化而且破裂腐爛(如表1)。 (三)將飼養的鹵水豐年蝦所取得的休眠卵，培養在調配好的食鹽水中，發現都未能孵化成功(如圖1)，但是卵粒並未破裂腐壞。照片3：泡飽和食鹽水後2小時開始破裂照片4：持續破裂照片5：左為7小時後孵化出一齡蝦照片6：低溶氧量水質、高濃度鹽水，豐年蝦生活地 (四)所調配的各濃度食鹽水中，溶氧量隨著食鹽水的濃度上升而下降，調配的飽和

8、溶液其溶氧量僅9.8 ppm，而自來水中溶氧量為30.6ppm，休眠卵孵化的食鹽水其溶氧量9.8 13.6 ppm。而田野調查的結果中，有豐年蝦活動的鹵水池溶氧量在10.213.9 ppm(如照片6)，而pH在7.6 8.3沒有太大的差異，水溫都在26°C32°C間(如表1)。表1：調配的不同濃度鹽水及調查區的鹽水中溶氧量、比重、pH值鹽水濃度(%)溶氧量(ppm)比重pH所見現象26.39.81.087.8孵化量高13.210.11.067.8孵化量高，晚1天6.611.21.047.6孵化量中等，晚1天2.6313.61.037.6孵化量少，晚2天1.3224.51.0

9、17.2卵腐壞0.263291.0087.2卵腐壞調查點110.31.068.3大量成蝦調查點212.11.048.3大量成蝦調查點313.91.038.3大量成蝦調查點4211.018.3無 (五) 利用放大鏡觀察鹵水豐年蝦成蝦，其身體細長，分頭、胸、腹(包含尾叉的部分)。現場調查發現溶氧量高、鹽分濃度較低的環境豐年蝦的體色淡，鹽分濃度高、溶氧量低的鹽水中成蝦體色會轉成紅色。飼養的鹵水豐年蝦雌蝦有卵囊(如照片7)、雄蝦有交接器(如照片8)，以底部泥土中的有機質為食物(如照片9)，吃飽後會出現深色的消化道(如照片10)。照片7：雌蝦的卵囊照片8：雄蝦的交接器照片9：以底部泥土中的有機質為食物照

10、片10：消化道(六)利用解剖顯微鏡分別觀察凹型載玻片中雌蝦及雄蝦的外觀，構造上以成體來說雌蝦體型較大而雄蝦較小(如照片11)，雌蝦體長約1 1.5 cm，雄蝦體長約0.7 1.0 cm。就體型而言，雌性的構造較簡單，又粗又短，但有點彎曲，雄性的末節大而扁平為特徵，觸角特化成抱器(如照片12)，以便交配時擁抱雌蝦；沿著豐年蝦身體中軸有一條十分明顯的消化道，呈管狀。，而牠們的胸部是以11個節組合構成的，每一個節均有一對扁平葉狀的胸肢(如照片13)。在生殖器的構造部分，雌蝦的腹部具有貯存已成熟卵子的卵囊(如照片14)，雄蝦則有成管狀的交接器(如圖2)。照片11：雌蝦(左)體型較大而雄蝦較小(箭頭處)

11、照片12：觸角特化成抱器照片13：每節均有一對扁平葉狀的胸肢照片14：成熟卵子圖2：鹵水豐年蝦雄蝦(左)與雌蝦(右)外觀構造手繪圖(六) 鹵水豐年蝦的乾燥休眠卵泡在高濃度海水中，胚胎代謝就會被激活，很快就能孵化成無節幼體(如照片15)，在未來的15天尚需蛻皮11次才能完全成長。每蛻皮一次體節和游泳肢數目都會增加(如照片16)。營養豐富時幾乎每天蛻皮一次，剛孵出的無節幼蟲還會帶有卵黃囊，不善游泳，具有3對附肢。1天後，經第一次蛻皮腸道就可以長成，並開始攝食。再經3日三次蛻皮，變會長出具柄的複眼，體節延伸不具附肢。第四次蛻皮後雌雄開始分化，雄蝦第二觸角變成鉤狀抱握器。飼養壽命為45天左右(表2及圖

12、3)。照片15：一齡無節幼蝦照片16：三齡幼蝦表2、鹵水豐年蝦各齡期天數梯狀圖天數369121518212427303336394245卵孵化一齡二齡三齡四齡五齡六齡七齡八齡九齡十齡十一齡十二齡成蝦期Life Cycle圖3、鹵水豐年蝦的生命週期(七) 不同環境下飼養的鹵水豐年蝦，族群數量會隨時間而變化，四齡期轉換成五齡期是折損率最高的時期，鹽水原水對照組四齡蝦全部死亡，小球藻飼養組水質呈綠色在第25天也全部死亡，底部碎石組在第38天全部死亡，底部有放鹽田污泥組則在第45天全部死亡(如圖4)。(八) 鹵水豐年蝦在池水受到攪動或水質混濁時，雌雄鹵水豐年蝦就會立即交配，每次交配時間平均6.2小時，

13、交配完後的雄蝦能會利用其鉤狀的抱握器，握住從其旁邊經過的雌蝦持續在交配直到二天後水質趨於清澈為止(如圖5、表3)，雄蝦在交配完後3-4天死亡，雌蝦的卵粒會由淺色轉為深色的休眠卵，一週後雌蝦死亡與休眠卵沉入底部泥土中(如照片17-20)。表3：水質澄清度影響交尾數調查記錄時間(小時)0246810交尾對數041414814水色混濁混濁混濁混濁逐漸澄清逐漸澄清可見距離2cm2.5cm3cm8cm20cm30cm照片17：交尾 照片18：大量交尾照片19：等待搶親的雄蝦照片20：交尾也覓食六、討論(一) 鹵水豐年蝦運動速率緩慢，是由於甲殼的限制，腹部較輕造成仰泳的運動方式，而且由於環境天擇的結果，才

14、使得鹵水豐年蝦在低溶氧量、高濃度鹽水中孵化成長，如此便可以減少許多天敵的種類，讓族群大量繁殖。(二) 休眠卵為有性生殖所產生，罐裝卵為乾燥卵而且孵化所需的時間短。浸泡不同濃度的鹽水，對卵膜會產生不同大小的滲透壓，若滲透壓過大(濃度<2.63鹽水)，水分會一直進入卵細胞內，導致卵細胞破裂。飽和溶液的濃度最高，對卵膜的滲透壓最小，水進入細胞的速率慢，被激活的卵細胞有充裕時間進行細胞分裂產生分化作用。至於由飼養箱中所採取的休眠卵未經乾燥處理，鹽水對卵膜的滲透壓小，難以刺激休眠卵分化。(三) 鹵水豐年蝦的蛻皮並不會像昆蟲一般，會將所有蛻掉的外骨骼吃掉補充鈣質。主要是因為鹵水豐年蝦會以鹽田底部汙泥

15、中的有機質作為食物，取得鈣質容易，每蛻皮一次腹部體節就會多長一節，充分利用成長所需的養分，只要算清腹部體節就可以知道蛻皮次數，而且後半段的蛻皮會影響到眼柄的發育。(四) 雄性抱握器是雄性在演化上有利的構造，因為雌蝦都是一直游動中若沒有抱握器捉住雌蝦的腹甲，就無法完成受精作用，而45齡間正是最重要的性別轉換期，未轉換成功的幼蝦便會死亡。(五) 飼養的鹵水豐年蝦其生命週期約為45天，對照組因為鹽水中所含的有機質太少，營養不足無法完成性別成長導致只能存活四齡期，小球藻飼養組由於小球藻成長速度快於鹵水豐年蝦的成長，使水質變化僅能培養25天，底部碎石組飼養的鹵水豐年蝦會刮食附著於石塊上的生物，但是食物量

16、可能尚不足才會在第38天全部死亡，有汙泥組的鹵水豐年蝦食物充足，可以飼養至45天。(六) 環境突然改變時會刺激鹵水豐年蝦進行交配，透過有性生殖產生休眠卵來渡過變化環境，等待環境適合時再孵化，重新生長週期。七、結論(一) 鹵水豐年蝦是高濃度低溶氧量鹽水中的小生物，分類上單獨1科1屬，名字上雖有蝦字，長相卻和蝦子不同，生命週期僅45天。(二) 罐裝鹵水豐年蝦卵是經乾燥處理的休眠卵，養育的鹽水濃度愈高孵化率愈高，鹽水濃度< 2.63則會破裂腐壞。自行飼養收集尚未孵化的休眠卵，飼養環境只要在飼養箱內鋪上一層海邊鹵水池旁水溝的土壤即可孵化飼養。(三) 鹵水豐年蝦一生經過11次蛻殼，平均每天蛻皮一次，4齡至5齡期為性別成長期，未轉性成功者便會死亡。每蛻一次皮，腹部就會多出一節體節，眼柄型態也會改變，可以做為分齡的依據。(四) 鹵水豐年蝦在環境突然被攪動產生