花样游泳集体自由自选动作中空间和三维空间运用的研究*

集体自由自选动作中空间和三维空间的运用是评判一套花样游泳自由自选编排全面性、艺术创新以及运动员整体能力利用的重要依据之一。以此为创新点，将第28届奥运会、第29届奥运会、第30届奥运会和第14届世界游泳锦标赛顶级赛事上花样游泳取得前六名的队伍为主要研究对象。釆用录像解析统计法、数理统计和逻辑分析法对前述顶级赛事所得到的数据指标进行对比分析，研究花样游泳集休自由自选项目中空间和三维空间运用情况。通过研究得出如下结论：在集体自由自选动作中占领空中优势，发挥立体效果是当前世界花样游泳集体自由自选总体编排的一个新趋势。托举技术是花样游泳占据空间领域的主要技术之一。托举次数、托举组合次数和托举总时间比例是全套动作编排的重要内容和不可忽略的因素。立体队图形也是花样游泳空间技术的主要部分。托举技术三维空间的利用是空中编排总发挥技术亮点和艺术亮点不可缺少的元素。利用好三维空间，创作出更难、更新、更高的托举动作可提升全套动作的技术水平和艺术水平。中国队应在托举次数、托举组合次数、托举时间比例上、立体队图性上改进与提高，以集体自由自选动作中空间的运用，占领空间优势。加强托举的多维，多方向的旋转，提高三维空间的运用。这些方面中国亟待解决的问题。     

Sperm competition and the evolution of sperm form and function in mammals

Sperm competition is a powerful selective force that has influenced many reproductive traits in males and females although additional evolutionary explanations may help to understand the diversity of mammalian reproduction. Sperm morphology varies considerably in mammals with extreme examples in several rodent lineages in which a wide range of sizes and complex head morphologies have been identified. Mammalian spermatozoa also differ in function, with swimming velocity and trajectory showing much divergence. Underlying processes mediating function have received little attention so far, but differences in timing and proportion of sperm undergoing capacitation or acrosomal exocytosis may be related to variation in signalling processes. Furthermore, energy required for sperm functions (such as motion, signalling and overall maintenance of cell integrity) can be produced and consumed, following different patterns among species and this could be the result of several selective forces. A more thorough understanding of the diversity in structure and function of sperm cells, and underlying selective forces, may help us develop better methods to assess them taking into account particulars and generalities of sperm form and performance. Such tests could then become more reliable in estimations of the impact of cryopreservation or effect of changes in the environment and their relevance for fertility.     

黄芪多糖对力竭游泳小鼠生理生化指标的影响

用不同剂量的黄芪多糖给小鼠灌胃（0.4、0.2、0.1 mg/ml）,力竭游泳后测定其13项血液生理指标,肝脏和心脏的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH Px）、过氧化氢酶(CAT)及血清谷丙转氨酶（AST）、谷草转氨酶（ALT）、肌酸激酶（CK）的活性。结果表明,高剂量组可极显著延长小鼠游泳至力竭的时间（P<0.01）,中剂量组可显著延长小鼠游泳至力竭的时间（P<0.05）;高剂量组白细胞总数（WBC）、粒细胞百分数（Gran%）极显著低于对照组（P<0.01）,淋巴细胞百分数（Lym%）、中值细胞百分数（Mid%）、粒细胞数（Gran）极显著高于对照组（P<0.01）,高、中剂量组血红蛋白浓度（HGB）、红细胞压积（HCT）极显著高于对照组（P<0.01）;中剂量组淋巴细胞百分数（Lym%）、中值细胞百分数（Mid%）显著高于对照组（P<0.05）;高剂量组极显著提高力竭小鼠肝、心组织SOD、CAT的活性,极显著降低心、肝组织GSH Px（P<0.01）;中剂量组显著提高力竭小鼠肝、心组织SOD的活性（P<0.05）;高、中剂量组血清AST、CK的活性极显著降低（P<0.01）。由此可见,黄芪多糖具有明显的抗氧化损伤功效。     

omd基因对斑马鱼骨骼矿化的影响

omd基因编码骨调蛋白,可以调控人类骨骼的矿化。目前关于omd基因对鱼类骨骼矿化的作用尚不清楚。为了探究omd基因对鱼类骨骼的影响,调查了omd基因在斑马鱼不同发育阶段和不同组织的表达,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功构建斑马鱼omd基因突变体（omd-/-）。结果表明：omd基因在斑马鱼体内随着发育表达量逐渐增加,在脊柱和肌肉中表达较高;相比野生型斑马鱼,omd-/-品系斑马鱼的骨骼形态和尾部肌肉结构未发现明显变化,脊柱的钙含量下调59.81%;与野生型相比,omd-/-纯合敲除品系斑马鱼平均游泳距离下降33.93%,平均游泳速度下降39.44%,相对静止的时间增加88.26%,游泳能力下降。这些结果表明,omd基因缺失影响斑马鱼脊柱的矿化,并在一定程度上影响了斑马鱼的活动能力。     

MC与MG对尼罗罗非鱼和大口黑鲈游泳行为的影响

尼罗罗非鱼(Tilapia nilotica)和大口黑鲈(Micropterus salmoide)是中国主要的淡水经济鱼类,其养殖过程中常遇到微囊藻毒素(Microcystin,MC)与孔雀石绿(Malachite green,MG)的危害。MC和MG通过食物链在人体中富集,给人类的健康造成了严重的威胁。研究测定了人工饲养的尼罗罗非鱼和大口黑鲈在含有MC和MG的水体中的行为反应。结果表明,尼罗罗非鱼和大口黑鲈在0.2和0.5μg/L MC-LR的水体中处理60min内,其游泳行为相对于对照组无显著性差异,然而,在0.5mg/L MG的水体中处理30min后,尼罗罗非鱼胸鳍摆动频显著上升,大口黑鲈胸鳍摆动频率也在25、30、45min等3个不连续的时间点出现显著的变化。说明尼罗罗非鱼和大口黑鲈对天然毒素MC具有较强的抵抗能力,而对人工毒素MG较为敏感;胸鳍摆动频率可作为尼罗罗非鱼和大口黑鲈一个较为敏感的反映环境变化的行为指标。     

流速对鲫鱼游泳行为和能量消耗影响的研究

通过自制的鱼类游泳试验装置,研究了流速对鲫(Carassius auratus)游泳行为和能量消耗的影响。结果表明,鲫的摆尾频率、摆尾幅度随游泳速度变化有明显的规律。随着游泳速度的增加,鲫的摆尾频率与幅度都相应地增加。流速小于3倍体长/s与大于3倍体长/s,摆尾频率差异性显著(P<0.05),而摆尾幅度差异性不明显。鲫单位时间耗氧率随着流速的增加而显著增加,并且随着速度的增加,鲫用于游泳所消耗的能量占总能量消耗逐渐趋于稳定,运动净耗氧率最大为90%。水温(16±1)℃时,体长12～20cm鲫的相对极限流速为其(3.85±1.10)倍体长/s,绝对极限流速为(0.66±0.10)m/s;相同流速的温度环境中,随着体重的增加,耗氧量呈增加趋势。在相同的流速下,水温(10±1)℃时的游泳耗氧量小于(16±1)℃,而净耗氧率较大;温度(16±1)℃时,2.5倍体长/s的游泳速度有利于鲫生长代谢的能量积累。     

与鱼道设计相关的鱼类游泳行为研究

在鱼类生境遭受破坏,渔业资源日益减少的今天,修建鱼道等过鱼设施已成为减缓水利工程建设所致不利影响的重要举措。纵观世界各国,早期的鱼道建设往往因为缺乏对鱼类的了解而最终成为摆设。我国的鱼道建设起步晚,其再度兴起需要更可靠的生物学信息。鱼类的游泳能力及行为关系着鱼道设计的各个方面,决定着设计的成败。文章针对鱼道设计,综述了国内外几十年来鱼类游泳行为的研究成果。鱼类的游泳速度可分为三类,即持续游泳速度,耐久游泳速度和突进游泳速度,其中与鱼道设计密切相关的是后两者。影响鱼类游泳速度的因素既有生物个体因素也有环境因素,主要包括摆尾频率、体长、疲劳时间、温度及耗氧量等。文章最后简述了鱼类行为学在鱼道设计中的应用。我国针对过鱼设施建设的鱼类行为学研究极少,总结国外的研究方法和经验成果可为我国的过鱼设施建设提供生物学基础,促进该领域的发展。     

应用于鱼道设计的新疆木扎提河斑重唇鱼的游泳能力测试

为了探究斑重唇鱼的游泳能力,给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数,本研究以木扎提河野生斑重唇鱼(全长TL=12~16 cm)为研究对象,测定了其在(16.6±1.6) ℃水温下的感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度及持续与耐久游泳能力。结果显示,斑重唇鱼感应流速为(0.18±0.02)m/s,相对感应流速为(1.40±0.23) BL/s (BL为体长);临界游泳速度为(1.02±0.15) m/s,相对临界游泳速度为(8.58±1.65) BL/s;爆发游泳速度为(1.39±0.17) m/s,相对爆发游泳速度为(10.92±1.86) BL/s;最大持续游泳速度为0.87 m/s,最大耐久游泳速度为1.37 m/s,与平均爆发游泳速度相近。其持续游泳时间与流速呈负相关(${\rm lg}T = - 5.136{{X}} + 8.504$)。当以斑重唇鱼为主要过鱼对象时,建议为吸引鱼类进入鱼道,进口流速设计为1.02~1.39 m/s,休息池主流设计为0.20~1.02 m/s,鱼道竖缝处流速宜低于0.85 m/s。鱼道长度为1 000 m时,鱼道内平均水流速度应低于0.78 m/s。本研究结果可为新疆木扎提河流域鱼类游泳能力研究提供参考,对保护日益减少的鱼类资源具有重要意义。     

船舶噪声声压级对大黄鱼幼鱼游泳、摄食行为及免疫生理指标的影响

通过录制大黄鱼(Larimichthys crocea)产卵场附近船舶航行时的噪声,并以此为刺激源,以大黄鱼幼鱼为实验对象,研究了船舶噪声声压级对大黄鱼幼鱼游泳、摄食行为及免疫生理指标的影响。研究发现,当噪声声压级<60 dB时,幼鱼趋避游泳行为不强烈;但随着声压级增大,开始呈现出不同强度的趋避行为,依次表现出:游泳速度加快、鱼与鱼之间及鱼与桶壁之间发生碰撞、瞬间反应无序、跳跃等行为;当声压级>200 dB时,刺激2 min后就出现了死亡个体。在120 dB和150 dB短期单次和多次刺激下,幼鱼血浆中的皮质醇、血糖、血红蛋白和乳酸这4个与应激相关的生理指标均显著上升,其中皮质醇、血糖和乳酸上升幅度尤为明显。另外,皮质醇单次刺激后即达到峰值,而多次刺激后反而较单次刺激有所下降;血糖、血红蛋白和乳酸则具有累加效益,多次刺激要高于单次刺激。在120 dB长期(30 d)刺激下,幼鱼生长明显减缓,血浆中部分免疫指标(免疫球蛋白M,干扰素-α,白介素-1β和肿瘤坏死因子-α)明显降低,肠道菌群也发生显著变化,突出表现为部分益生菌如芽孢杆菌、乳杆菌等相对丰度明显降低。摄食行为影响方面,研究发现幼鱼能准确识别噪声源的位置,并具有一定的记忆性。研究结果揭示了船舶噪声对大黄鱼幼鱼的危害,可为今后制定大黄鱼产卵场的保护措施提供数据支撑。     

圆柱干扰对杂交鲟幼鱼游泳能力及代谢行为影响研究

为了研究流场扰动对鱼类游泳行为和代谢的影响,本研究测定了单、双圆柱(平行)扰动条件下杂交鲟(Acipenser schrenckii♀×A.baeri♂)幼鱼的临界游泳速度和耗氧率。结果显示:与对照组比较,单、双圆柱扰动条件下,杂交鲟幼鱼U_crit比对照组分别增加了1.71%和40.41%。游泳过程中,耗氧率和速度呈线性关系,单、双圆柱扰动条件下,速度系数b值显著小于对照组,上溯运动中能量利用效率较高。圆柱设置形成的流场环境有利于提高杂交鲟幼鱼游泳能力和游泳效率。湍动能为1.960×10^-4～46.92×10^-4 m^2/s^2时,杂交鲟幼鱼游泳效率较高,上溯所需的能耗减少。