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剑水蚤

剑水蚤,即剑水蚤科剑水蚤属(拉丁学名:Cyclops,英文名:copepods)物种的统称,是淡水浮游动物中一个重要类群。剑水蚤在中国广泛分布。剑水蚤营浮游生活,栖息地多样,主要分布于水底、湖泊、地下水等水域,也有些分布在水草、藻类丛中或植物的叶腋间等地方。

剑水蚤体细小。头胸部卵圆形,占体的大部分。第一触角大,共14-18节,通常用以游泳。游泳肢五对前四对双枝型而多刚毛。腹部细长圆柱形,尾又备有一尾毛。无鳃,无心脏。剑水蚤呈浮游生活,雌蚤的卵藏于卵囊中而附于腹部两侧,产卵于淡水中,为浮游动物的主要组成部分。它们是许多寄生昆虫的中间宿主,误食含剑水蚤的水容易引起裂头蚴病(Sparganosis)、丝虫病(Filariasis)等;它也能残害鱼类未出膜的早期胚胎和初出膜的幼苗,使鲤、鳙、鲢等鱼类在人工孵化繁殖时,遭受一定损失,严重地影响鱼卵的孵化率。

分类命名

命名

1785年,剑水蚤属学名“Cyclops”由穆勒(Müller O.F.)首次发表于《丹麦与挪威水域中的甲壳类昆虫或介壳昆虫》,F.W.蒂勒出版社,莱比锡市哥本哈根,1-134页,索引,图版1-21。作者穆勒在丹麦挪威水域中发现、描述并以插图呈现该物种。

物种分类

剑水蚤包括的种类均为浮游性,分布于池塘、湖泊的敞水带。某些种类如近邻剑水蚤除了分布于淡水,还可以在含盐量丰富、矿化作用较强的水中生活。在极为贫的水中,pH为3.2~4.0的情况下,则无此属种类的存在。大部分的种类均为广温性。全球记录剑水蚤属约200个命名种,经分子鉴定有效种约50-80种(WoRMS 2023)。

形态特征

剑水蚤体细小头胸部卵圆形,占体的大部分。第一触角大共14-18节,通常用以游泳。游泳肢五对,前四对双枝型而多刚毛。腹部细长,圆柱形,尾又备有一簇尾毛。无鳃,无心脏。雌体所产卵藏于卵囊中而附于腹部两侧。近邻剑水蚤雌性体形粗壮,头节的末部最宽,第四胸节的后侧角呈锐三角形。生殖节的长度大于宽度,向后逐渐趋窄。纳精囊呈椭圆形。卵囊至卵圆形。

分布范围

剑水蚤在中国广泛分布。近邻剑水蚤(Cyclops vicinus)分布于俄罗斯,蒙古,日本伊拉克伊朗挪威瑞典英国等地。英勇剑水蚤(Cyclops strenuus)于北京、天津市四川省云南省福建省浙江省江苏省、湖北等省(自治区);日本,斯里兰卡印度巴勒斯坦,俄罗斯、欧洲各国及非洲、美洲若干地区也有分布。

栖息环境

剑水蚤营浮游生活,栖息地多样,主要分布于水底、湖泊、地下水等水域,也有些分布在水草、藻类丛中或植物的叶腋间等地方。不同种类的剑水蚤栖息地的平均海拔也不同,有只分布于海拔4000m以上的种类,有分布在从平原或数百米的高度到拔3000~4000m的种类,有分布于平原1000m上下的种类,也有生长于平原上的种类在极为贫瘠的水体中,pH为3~4的情况下,剑水蚤不能存活。

生活习性

食性

剑水蚤是水体食物链中的一环,在水环境生态系统中起着重要作用。其食物大部分都是微细的有机化合物,食性较复杂,而其自身又是鱼类等其他水生动物的食物。剑水蚤第1触角和第2触角可用于取食和确定寻找食物的方向,大颚帮助食物进人食管,在取食过程中不发生咀嚼。其取食方式主要分为3种:滤食型、捕食型和刮食型。滤食型剑水蚤的口部附肢形成一网筛状过滤器,多为植食性动物。捕食型剑水蚤摄食其他浮游动物,多为肉食性动物,如白色大剑水蚤棕色大剑水蚤矮小症剑水蚤、广布中剑水蚤,主要以水蚯蚓枝角目动物为食。刮食型剑水蚤多沿水域底层爬行取食,主要取食碎屑和动物尸体,如闻名大剑水蚤。剑水蚤的摄食率与种类、性别、温度、光照、pH、食物的密度等因素有关般来说,雌体需产卵,雌性成体摄食率比雄性成体大:在适温范围内,度升高,剑水蚤代谢增加,摄食活动也随之增加。

活动

剑水蚤具有游动性,非常活跃。如果剑水蚤停止游动,则无法在水中保持悬浮状态剑水蚤经常在水中急剧地跳跃或作间断游动,游动时速度较快,还能飞快改变方向,游动的速度与其种类及个体的大小有关。光线可引起剑水蚤垂直游动,其趋光性与种类相关,有些喜栖息于弱光及无光的环境,有些夜晚分布于水体表面,白天移动至水体下层。在定光照波长或水中有游离二氧化碳存在的条件下,剑水蚤会表现出负趋光行为,即背向光刺激的运动反映的负趋光性。有证据表明,剑水蚤的挠足幼体垂直迁移的能力较成体弱无节幼体几乎没有垂直迁移的能力。

休眠

剑水蚤卵、幼体及成体均有进行休眠的现象,并借休眠以度过干旱、冷冻等逆境。在不良条件下,有的种类可产生休眠卵,许多种类以幼体期和雌、雄成体状态休眠,幼体大都可由分泌的有机化合物包围形成包囊。如常见的真剑水蚤、中剑水蚤、温剑水蚤、大剑水蚤等属的许多种类在春夏之交或秋季开始夏眠或冬眠,或在湿土中度过干涸期。

生长繁殖

生长

剑水蚤的发育类型为不完全变态发育。完成生活史需经过卵、无节幼体、桡脚类幼体、成体4个阶段。卵受精卵后即可马上开始胚胎发育,完成胚胎发育需要的时间变化很大,与种类和环境有关。环境有利时,胚胎发育所需时间一般为2~5天;当环境不利时,则延缓发育,如草绿刺剑水蚤的胚胎发育可延长至15天。卵孵化后需要经过5~6个无节幼体期和3~6个桡足幼体期才能蜕皮而变态发育为成体,剑水蚤属则一般需要7~180天。在一定温度范围内,温度与剑水蚤各阶段的发育时间呈负相关性,温度越低,发育时间越长,个体越大;温度越高,发育时间越短,个体越小。同一地区的剑水蚤体长在冬季大于夏季,相同种类的水蚤在北方的个体会较南方的大。

繁殖

剑水蚤雄虱和雌虱的生殖往往不成对,位于食管上方。雄虱的2条薄的输精管的末端内常积聚许多精子,精子被包在精荚中。雌虱有2条输卵管,多数分出多条育管。当卵成熟并从输卵管排出时,管壁分泌黏液将卵团聚在一起,形成1~2个卵囊。剑水蚤为两性生殖。雄体以第一触角抱紧雌体,执握的时间不一,可从几分钟到几天不等。在执握过程中,雄体两个精荚贴在雌体生殖节腹面的纳精囊孔,从精荚挤出精子进入雌体纳精囊中完成受精卵过程。受精过程通常发生在卵细胞从输卵管排出时,所需要的时间可从几分钟到2个月。卵囊中卵的数量与种类、环境因素相关,相同种类的剑水蚤在不同环境下卵的数目会有所差别。卵在卵囊中孵出无节幼体后,无卵的卵囊随即脱落,之后又会形成新的卵囊。短角异剑水蚤一般间隔1~4h可形成新的卵囊。雌体一生可产几个到几十个卵囊、精子在纳精囊中存活的时间较长,从一个精荚内排出的精子可以使卵子连续受精、即一次交配获得的精子数足够使雌体连续生育多次。

种间关系

剑水蚤是许多寄生昆虫的中间宿主。

危害与防治

危害

剑水蚤是曼氏迭宫绦虫生活史中的第一宿主,钩球蚴感染剑水蚤后发育为原尾蚴,人因喝生水而感染。误食含剑水蚤的水容易引起裂头蚴病(Sparganosis)、丝虫病(Filariasis)等。剑水蚤原来是鱼苗或大鱼的天然饲料,但近年来发现它能残害鱼类未出膜的早期胚胎和初出膜的幼苗,使鲤、鳙、鲢等鱼类在人工孵化繁殖时,遭受一定损失,严重地影响鱼卵的孵化率。

剑水蚤能残害鱼卵和孵化后五天内的鱼苗,至孵化第五天的鱼苗,不但不怕剑水蚤,而且可把它作为食料而捕食,因此剑水蚤对这类鱼苗就没有危害作用了。壮年的,又是饥饿的剑水蚤,在有光亮的环境中,危害鱼卵、鱼苗较凶。剑水蚤危害卵、苗,主要是咬伤,使卵、苗死亡,也可能放出某种毒素,使受伤部分中毒,加速死亡。

防治方法

剑水蚤类浮游动物在饮用水水源中的大量滋生是破坏水环境的必然结果。在水体中存在很明显的食物链:浮游植物、细菌、底栖动物、浮游动物、水体鱼类。水中氨、磷等营养物质在食物链中进行传递和循环,水中的动植物也靠着捕食关系和生存竞争压力来维持其在数量级种群密度上的合理配比,从而达到动态平衡及稳定。此时,可利用“生物探纵”技术治理水体的营养化及食物链来适当地引入剑水蚤的上级营养者--鱼类来抑制剑水蚤的滋生,使水体恢复生态平衡。

使用物理化学方法对剑水蚤进行杀灭利用化学氧化法使剑水蚤类浮游动物失活,进而将其去除,是目前国内外普遍采用的除蚤措施。氯、二氧化氯氯胺硫酸铜高锰酸钾臭氧等对剑水蚤均具有较强的灭活作用,可作为有效的杀蚤剂。有关资料显示,预投二氧化氯与混凝、沉淀及过滤工艺相结合,可以保证对剑水蚤的有效去除,同时也可提高饮用水的安全性。臭氧化、过氧化氢的氧化也可获得较好的除蚤效果。

在对水体进行预氧化除蚤处理的同时,优化制水工艺对剑水蚤的去除也有很大的积极作用。混凝、沉淀可将水中大部分悬浮物及胶体从水中去除,部分剑水蚤也会随形成的凝体沉淀下来。但在排泥周期较长的情况下,沉淀池就可成为剑水蚤良好的栖息地。滤料的截留同样也使得滤池成为剑水蚤良好的栖息场所。可从排泥方便的角度设计沉淀池的大小,适当减短排泥周期及定期清洗沉淀池以防剑水蚤在沉淀池富集。目前也有利用剑水蚤类浮游动物在一定光照波长的负趋光性行为,在沉淀池集水槽区设紫外灯,使其背向集水孔运动的方法。也可利用在滤池出水口加装过滤网罩、缩短滤池工作周期及调整反冲洗强度调整滤料间的空隙及增加表面过滤效果等方法使富集在滤池的剑水蚤类浮游动物得以清除。

应用价值

剑水蚤是鱼类的上好饵料。

代表物种

近邻剑水蚤

近邻剑水蚤(Cyclops vicinus)属剑水蚤科近剑水蚤属,分布于俄罗斯,蒙古,日本伊拉克伊朗挪威瑞典英国荷兰波兰德国罗马尼亚塞尔维亚和黑山加拿大,美国。

英勇剑水蚤

英勇剑水蚤(Cyclops strenuus Fischer,)体形较为粗壮,头节的后半部最宽,头胸部向后显著趋窄,第四、第五胸节的后侧角,不若近邻剑水蚤那样突出的宽而锐。分布于北京、天津市四川省云南省福建省浙江省江苏省、湖北、内蒙古自治区青海省甘肃省黑龙江省、新疆;日本,斯里兰卡印度巴勒斯坦俄罗斯欧洲各国及非洲、美洲若干地区也有分布。

参考资料

Cyclops Müller O.F., 1785.gbif.2025-04-02

Cyclops Müller O.F., 1785.catalogue of life.2025-04-02

剑水蚤属.中国大百科全书.2024-02-29

What is a copepod?.marinespecies.2025-04-10

Taxonomy browser (Cyclops).NCBI.2025-04-10