首先，低氧暴露會嚴重損害雙殼類物種的ATP合成效率：由1摩爾葡萄糖產(chǎn)生的ATP量從有氧糖酵解的38摩爾減少到無氧糖酵解的6摩爾。因此，在再氧化條件下，菲律賓蛤仔稚貝可以產(chǎn)生比無氧條件下多六倍以上的ATP，前提是它們體內(nèi)有足夠的糖原儲備用于ATP合成。

第二個因素，菲律賓蛤仔的糖原儲備量可能隨著獵物可獲得性的季節(jié)性變化以及性成熟度而波動。例如，Iwao（2003）表明，日本廣島沿海的菲律賓蛤仔（31毫米殼長）的糖原含量在小巖井地區(qū)（年平均39.7 mg/g BW）高于其他六個地區(qū)（范圍4.1-25.1 mg/g BW），這反映了小巖井地區(qū)浮游植物豐度（年平均脫鎂葉綠素含量153.4μg/L海水）高于其他地區(qū)（范圍63.4-90.4μg/L）。此外，Suzuki等人（2012）報道，糖原含量的季節(jié)性變化與性成熟有關：來自日本有明海的成年菲律賓蛤仔（殼長約30毫米）的糖原含量從產(chǎn)卵前季節(jié)（4月至5月，24.8 mg/g BW）到產(chǎn)卵后季節(jié)（10月至11月，4.3 mg/g）大幅下降，表明體內(nèi)儲存的能量被用于性腺成熟。然而，目前尚不清楚未成熟稚貝的糖原含量是否以與成貝觀察到的相同方式發(fā)生季節(jié)性波動。此外，稚貝的獵物可獲得性與糖原含量之間的關系尚未得到檢驗。這些點需要在未來的研究中加以澄清，以確定稚貝體內(nèi)的能量儲備大小是否與野外重復暴露于低氧和H2S導致的大規(guī)模死亡率水平有關。

可能決定菲律賓蛤仔在暴露于低氧和H2S后存活率的第三個因素是呼吸功能可能受損的程度。Kozuki等人（2011）將菲律賓蛤仔（28毫米殼長）暴露于25°C的低氧（DO,0.1 mg/L）環(huán)境中3天。他們發(fā)現(xiàn)，在實驗結束后的44天內(nèi)，濾食時的平均濾水率比實驗開始前下降了75%，平均條件指數(shù)下降了12%。此外，將成年菲律賓蛤仔（34毫米殼長）在23°C下暴露于30 mg/L的溶解硫化物（相當于約3.7 mg/L的H2S濃度）缺氧環(huán)境24小時，會損害鰓絲的上皮纖毛。這些證據(jù)表明，菲律賓蛤仔亞致死暴露于低氧和H2S會損害呼吸和/或濾食功能，從而減少再氧化期間的能量產(chǎn)生，進而增加重復暴露于低氧和H2S時的死亡率。這些不良后效與菲律賓蛤仔稚貝大規(guī)模死亡率之間的關系需要在未來研究中加以探討。

4.4.野外暴露于致死水平H2S的可能性

我們的實驗顯示，在不含H2S的低氧環(huán)境中暴露24或48小時，菲律賓蛤仔幼蟲和稚貝的存活率沒有顯著下降。先前的研究也報道了菲律賓蛤仔幼蟲和稚貝對低氧具有高耐受性，如第4.1小節(jié)所述。這些發(fā)現(xiàn)表明，H2S的存在增加了幼蟲和稚貝的死亡率。Nagasoe等人（2011）在實驗室實驗中觀察到，暴露于含有H2S（5-30 mg/L）的缺氧水中的成年菲律賓蛤仔（平均殼長34毫米）不自主地將其水管伸入周圍水中；到24小時暴露實驗結束時，它們無法通過伸展或收縮水管在貝殼內(nèi)外移動。大多數(shù)暴露于不含H2S的缺氧水中的蛤仔能夠繼續(xù)關閉貝殼；一些蛤仔自主地伸展或收縮水管，可能是在尋找含有氧氣的周圍水。這些蛤仔在暴露24小時后均未表現(xiàn)出水管運動的異常。這些觀察結果表明，H2S暴露可能導致蛤仔肌肉松弛或麻痹，導致無法保持貝殼關閉以防止有毒H2S進入體內(nèi)，或因水管無法活動而導致濾食功能障礙。我們沒有觀察幼蟲或稚貝在暴露于低氧和H2S期間的行為；這需要在進一步研究中加以檢驗，以闡明H2S對行為的影響。

為了評估野生菲律賓蛤仔種群大規(guī)模死亡與H?S暴露之間的因果關系，需要通過野外調(diào)查澄清富含硫化物的低氧水上升流期間的原位H?S濃度。許多研究測量了這些上升流期間的TS（H?S, HS?, 和 S2?）濃度。然而，據(jù)我們所知，很少有研究單獨測量H?S的濃度——排除毒性較低的硫化物（HS? 和 S2?）。因此，我們應用美國公共衛(wèi)生協(xié)會給出的程序，根據(jù)淺海沿海區(qū)域測量的總硫化物濃度估算H?S水平。

Kozuki等人（2014）于2013年9月在大阪灣女瀬海灘觀測到低氧和硫化物的上升流，持續(xù)了7-13小時（水溫24-25°C）。根據(jù)野外測量的TS中H2S的相對百分比（基于野外的氧化還原電位[ORP]和pH），他們估計海灣在低氧期間未電離H2S的濃度為1.5-4.0 mg/L。Kakino（1982）在東京灣富含硫化物的低氧水上升流期間檢測到H2S濃度約為0.18 mg/L。Uzaki和Kai（2001）表明，在日本三河灣一個淺水站點（水深3米），在富含硫化物的低氧水上升流之前水中不存在H2S；然而，在1998年8月的上升流期間檢測到約0.04 mg/L的H2S。這些野外觀察結果與我們實驗室實驗的綜合結果表明，上升流的持續(xù)時間和報告的H2S濃度可能不足以誘導菲律賓蛤仔稚貝的大規(guī)模死亡。

盡管如此，我們不能排除在此類上升流期間，菲律賓蛤仔稚貝因暴露于低氧和H2S而發(fā)生大規(guī)模死亡的可能性，因為H2S濃度和暴露持續(xù)時間可能因事件而異。此外，據(jù)我們所知，尚未對野外稚貝大規(guī)模死亡期間的H2S濃度和H2S暴露持續(xù)時間進行直接觀察。我們需要在富含硫化物的低氧水上升流期間進行原位H2S濃度監(jiān)測調(diào)查，同時觀察生物參數(shù)，如稚貝密度的temporal changes、蛤仔的糖原含量以及呼吸和濾食功能是否受損。

此外，菲律賓蛤仔的大規(guī)模死亡可能是由富含硫化物的低氧水上升流期間暴露于亞致死水平的DO和H2S間接引起的；例如，對低氧或H2S暴露耐受性較差的其他生物可能在蛤仔的亞致死DO和H2S濃度下發(fā)生大規(guī)模死亡。此類事件之后可能伴隨著水和沉積物質(zhì)量的惡化（例如H2S濃度增加，或低氧和H2S暴露期延長直至達到對蛤仔致死的水平），從而導致蛤仔大規(guī)模死亡。進一步的研究需要探討蛤仔棲息地組成物種對富含硫化物的低氧水上升流的級聯(lián)死亡反應。此類研究可能有助于闡明野外菲律賓蛤仔大規(guī)模死亡的機制。

5.結論

本研究揭示了菲律賓蛤仔早期生活階段對低氧和H2S暴露耐受性的個體發(fā)育變化；耐受性從幼蟲階段到剛附著后的稚貝階段增強，但隨著稚貝體型增大而減弱。此外，隨著水溫從20°C升高到28°C，對低氧和H2S暴露的耐受性減弱。長時間暴露于低氧和H2S也減弱了稚貝對低氧和H2S的耐受性，而通過再氧化暫時停止H2S暴露使它們能夠在一定程度上恢復承受重復低氧和H2S暴露的能力。未來研究應結合本文獲得的結果，調(diào)查導致菲律賓蛤仔野外大規(guī)模死亡的條件。