爆发游泳能力是表征鱼类生存适合度的重要组分.栖息地破碎化对溪流鱼类(尤其是洄游性鱼类)的生存繁衍构成了严重威胁,同时也对鱼类爆发游泳能力提出了更高要求.秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)是我国珍稀特有种、国家Ⅱ级重点保护野生动物,常需要进行多次重复爆发游泳运动以穿越激流甚至堤坝阻隔,因此爆发游泳能力及其可持续性对该物种生存至关重要.相较于秦岭细鳞鲑显著的洄游性,其分布区最为常见的同域物种拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)则趋于定居性,二者既是研究同域物种适应进化理论的优越动物模型,又是鱼类栖息地保护与修复实践中十分理想的受试目标.为探究秦岭细鳞鲑及其同域物种拉氏鱥爆发游泳能力的种间差异与种内变异,采用自制的仿生态鱼类爆发游泳能力测定装置,分别测定了不同生活史阶段两种实验鱼的绝对爆发游泳速度(Burst swimming speed,Uburst)、相对爆发游泳速度(Relative burst swimming speed,rUburst)及其可持续性.结果表明:(1)两种实验鱼Uburst、rUburst均具有较高的可持续性(ICC系数＞0.75),但秦岭细鳞鲑Uburst和rUburst具有更强的恢复力;(2)总体上秦岭细鳞鲑的Uburet高于拉氏鱥,二者Uburet差异显著、不存在趋同适应;(3)生活史阶段效应对秦岭细鳞鲑和拉氏鱥Uburst、rUburst均影响显著,两物种爆发游泳能力种内变异模式相近,Uburst随发育年龄增加而增加、rUburet随发育年龄增加而减少.研究结果提示,未来鱼类游泳能力关联的鱼道设计或涉水工程评价中,应综合考虑生活史阶段效应和不同物种的生态习性及其种间差异.

高性能战斗机的加速度载荷具有G值高、增长率快、持续时间长、多次反复出现等特点 ,机动飞行中飞行员必须用尽全身力气做抗荷动作才能对抗9G高过载的不利影响 ,避免空中意识丧失的发生.抗荷动作的关键是全身肌肉 ,特别是小腿、大腿、臀部、腹部肌群同步爆发性收缩 ,并持续保持肌肉紧张用力直到加速度载荷消失为止[1].由于肌肉收缩强度大、持续时间长 ,体力消耗很大 ,极易产生疲劳.因此 ,要想获得良好的抗荷效果必须加强针对性的体能训练[2].国内外多数研究结果表明 ,以增强肌肉力量和耐力为主要目的的举重、类举重等无氧训练能够明显增强抗荷动作的抗荷效果 ,提高抗荷耐力[3-10].同时业已证明 ,无氧训练期间进行适度的跑步、游泳等有氧训练既能够增强+ Gz耐力 ,又有利于飞行员在反复用力的空战对抗中恢复体力 ,而过量的有氧训练则会引起+Gz耐力下降[11-13].

厚唇裂腹鱼(Schizothorax irregularis Ddy)是新疆特有鱼类,由于水电建设导致该鱼种数量急剧下降,亟待保护.鱼类游泳能力的研究可为过鱼设施建设提供重要参考依据.采用递增流速法测定了厚唇裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度及爆发游泳速度,利用固定流速法进行了厚唇裂腹鱼的耐力测试.结果表明:实验鱼感应流速为1.41±0.28 BL·s-1(24.50±4.13 cm·s-1,BL:体长);临界游泳速度为6.04±1.21 BL· s-1(117.61±12.34 cm·s-1);爆发游泳速度为11.41±2.79 BL·s-1(210.24±39.56 cm·s-1),3种速度(BL·s-1)均随体长增加呈下降趋势.耐力测试中,随着设定流速(80～135 cm· s-1)增加,游泳时间显著下降.疲劳时间与游泳速度之间呈显著负相关.根据研究结果,鱼道高流速区流速小于1.9 m·s-1时可保证80％实验鱼通过,建议厚唇裂腹鱼为过鱼对象的鱼道内最小流速应大于0.3 m·s-1,入口及竖缝流速为1.2～1.9 m·s-1,休息池主流流速范围为0.3 ～ 1.0 m·s-1.

为探究水体全氟辛烷磺酸(PFOS)污染对鱼类爆发游泳及其代谢恢复能力的影响, 将中华倒刺鲃幼鱼 (Spinibarbus sinensis)暴露在不同浓度(0、0.32、0.8、2和5 mg/L)PFOS后, 测定PFOS暴露对其静止代谢率 (RMR)、爆发游泳速度(Uburst)以及运动力竭后代谢恢复特征的影响.结果发现, 暴露浓度对实验鱼的Uburst和相对爆发游泳速度(rUburst)均影响显著(P<0.05), 5 mg/L PFOS暴露导致Uburst和rUburst分别下降了17.4％和 10.8％, PFOS对rUburst的影响表现出"非单调剂量效应"; 暴露浓度对实验鱼的RMR影响显著(P<0.05), 5 mg/L PFOS暴露导致RMR显著升高, 但PFOS对运动后代谢峰值(MMR)、代谢率增量(MS)、代谢变化倍率(FMS) 、力竭运动后过量氧耗(EPOC)无显著影响(P>0.05).研究结果提示: PFOS污染改变实验鱼能量代谢水平的下限, 而对其代谢水平的上限无明显的限制性作用; PFOS污染将可能对鱼类捕食——逃避捕食者、穿越激流寻找适宜生境等生存关联的生命活动起到负面影响, 但对无氧代谢关联的代谢恢复能力无显著的生态毒理效应.

为了探讨游泳加速模式对不同生态习性鱼类游泳性能及运动代谢的影响,评估团头鲂(Megalobrama amblycephala)和南方鲇(Silurus meridionalis)的临界游泳速度(Ucrit)、爆发游泳速度(Uburst)和最大代谢率(MMR)的适宜测定方法,在4种加速模式条件下,检测了实验鱼的最大游泳速度(Vmax),以及鱼体在运动过程中及其力竭后代谢恢复期的耗氧率(MO2).结果显示:在速度增量(ΔV)为20 cm/s,加速持续时间(Δt)为2min的加速模式条件下,团头鲂和南方鲇的Vmax及游泳过程的无氧代谢占比均分别显著高于其他3种加速模式(P<0.05),呈爆发运动(Uburst)状态.在ΔV为10 cm/s,Δt分别为20、40和60min的加速模式下,两种鱼的无氧代谢占比均在12％以下且相互间无显著差异(P>0.05);其中团头鲂在这3种加速模式下的Vmax之间无显著性差异(P>0.05);而南方鲇在ΔV为10 cm/s、Δt为20min条件下的Vmax显著高于另2种加速模式的测定值(P<0.05).两种鱼的MO2在各加速模式下均随着游泳速度的升高而增加;但在爆发游泳过程中,两种鱼的MO2随游泳速度的增加呈现不同的变化趋势,团头鲂的MO2随速度的变化曲线在接近100 cm/s的时候出现拐点,此后MO2随速度的增幅变小;而南方鲇的该曲线在速度为20 cm/s时就出现拐点,MO2的变化进入"平台期".在所有加速模式下,两种鱼在运动过程中的最大耗氧率(AMO2)均显著高于力竭后代谢恢复期的最大值(DMO2,P<0.05).用Ucrit法测得团头鲂的AMO2高于Uburst法的测得值,而南方鲇则相反.由研究结果得出,测定团头鲂的Ucrit采用ΔV为10 cm/s、Δt在20—60min的加速模式是适宜的,测定南方鲇Ucrit的适宜加速模式是ΔV为10 cm/s、Δt为20min.两种鱼均应采用在运动阶段测得的最大MO2作为MMR;测定团头鲂的MMR适用于Ucrit法,测定南方鲇的MMR适用于Uburst法.团头鲂持续游泳的能力较强,爆发游泳的加速能力相对较弱;而南方鲇则表现出相反的趋势,该差异反映了物种适应其生态习性的权衡效应.