黑斑原鮡仔稚魚藏匿行為研究

席 杰 鄭宗林 牟振波 劉 飛 劉欣苑 申 劍 劉海平 周 燕

(1. 西藏自治區農牧科學院, 水產科學研究所, 拉薩 850000; 2. 西南大學水產學院, 重慶 402460; 3. 武漢中科瑞華生態科技股份有限公司, 武漢 430062; 4. 華電西藏能源有限公司, 拉薩 850000)

魚類行為學研究在實踐中有重大現實意義, 通過對魚類行為習性的觀察, 有利于改善魚種培育條件, 提高苗種培育成活率。劉全圣等[1]研究了黃顙魚(Pelteobagrus fulvidkraco)的早期發育行為, 對池塘修整、苗種放養及生產管理做出了改良措施, 對比方法改進前黃顙魚成活率提高了32%。王雪婷等[2]提出, 適宜的角落空間資源可以降低克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)的打斗頻率, 提高成活率。魏開建等[3]的研究表明, 鱖(Siniperca chuat)對不同照度下不同光色的趨向性是不同的, 適宜的光色可以將鱖魚苗誘離殘餌污物區方便清污、提高分箱操作的效率, 或者引誘鱖苗到較集中的區域攝食,有利于提高攝食率。段妍[4]對凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)游泳行為的觀察, 發現蝦類具有趨流性, 它們能根據水流速度和方向調整自身的游泳游速和方向。基于此觀點設計出一種渦流式活蝦運輸裝置, 從而有效防止高密度運輸過程中對蝦的局部過度集中造成的死亡。劉佳[5]對多棘海盤車(Asterias amurensis)的攝食選擇行為研究發現, 其對小規格21—26 mm的太平洋牡蠣(Crassostrea gigas)和紫貽貝(Mytilus edulis)選擇指數、捕食速率和日平均攝食率明顯高于其他體長組。在自然界中有各種因素導致魚類經常面臨食物資源短缺的環境脅迫, 王蕾等[6]發現饑餓迫使中華倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)群體提高凝聚力和協調性, 可能有助于提高群體的生存能力。

為了生存和繁衍, 魚類行為策略是長期進化過程中自然選擇的結果。藏匿行為是一些魚類賴以生存的基本行為。從食物鏈的角度劃分, 藏匿行為可以分為2種類型: 一是被捕食生物為了逃避敵害而采取的防御行為, 是魚類主要反捕食策略之一[7,8];二是捕食生物為了更好地獵取食物而采取的藏匿行為[9]。魚類的藏匿行為無論是捕食其他生物還是防止被捕食, 都是適應環境得以生存的結果。藏匿行為可以躲避敵害。大多數魚類普遍存在著“高繁殖力和早期發育階段成活率低的現象”。莊平[10]的研究發現, 中華鱘(Acipenser sinensis)、史氏鱘(Acipenser schrenckii)的繁殖季節來臨, 大量的敵害魚類在其產卵場聚集吞食其魚卵和魚苗, 剛孵出的魚苗游泳能力非常弱, 只能藏匿于石縫等隱蔽場所躲避捕食。另外, 藏匿行為可以規避惡劣的自然環境,魚類常常藏匿于石縫中躲避洪水[11]。藏匿行為相對于覓食狀態, 還可以大大減少維持日常代謝的消耗[12,13], 有研究表明[14], 給大西洋鮭(Salmo salar)幼魚提供適當的庇護所, 不僅降低了被捕食的風險,而且通過降低其警惕性減少了能量的消耗, 從而可能對它們的生長性能產生影響。

黑斑原鮡(Glyptosternum maculatum)隸屬鲇形目(Siluriformes)、鮡科(Sisoridae)、原鮡屬(Glyptosternum), 別名有石扁頭、巴格里、帕里尼阿(Palinia, 藏語譯音)、拉鲇和藏鲇等。為西藏主要的土著經濟物種之一, 主要分布于我國西藏的雅魯藏布江流域及印度的布拉馬普特拉河(Brahmaputra,雅魯藏布江進入印度后的稱謂)和Skili河[15]。在我國, 僅在雅魯藏布江拉孜、謝通門、拉薩、江孜、日喀則、林芝和墨脫等江段及拉薩河、尼洋河等支流發現[16]。黑斑原鮡肉質鮮美、肌間刺少, 是西藏地區重要的冷水性經濟魚類, 具有較高的營養價值和經濟價值。20世紀對黑斑原鮡的研究主要涉及在生物地理學、分類學、進化和系統演化方面[11,16,17]。國內外學者通過對地理分布、形態特征、骨骼性狀及系統發育等方面的分析,運用分支系統學原理和生物地理學等方法分析,推斷出原鮡屬(黑斑原鮡)為鰋鮡魚中最原始的種類[11,17—19]。近些年來我國學者對黑斑原鮡的形態[20]、年齡與生長[21]、性腺發育[22]、繁殖[21,23]、遺傳[24—26]、食性[15]、消化生理[27]及生理生化[28]特性等生物學方面做了大量研究。但由于其生長緩慢、性成熟較晚、人工繁殖及馴化困難, 再加上過度捕撈及外來物種入侵等原因[29,30], 導致黑斑原鮡種群恢復力較差, 分布區域迅速縮小, 已成為極度瀕危物種[31]。目前對黑斑原鮡的養護措施有如下幾種辦法: 第一、加強頒布漁業法規, 合理利用漁業資源; 第二、在繁殖季節, 魚類分布的主要江段禁漁休漁; 第三、建立水產種質資源保護區;第四、開展人工繁殖和增殖放流[15]。雖然黑斑原鮡的人工催產、授精和孵化等技術已經取得初步突破[32], 但是苗種培育成活率極低, 幼苗死亡原因還未發現, 人工養殖技術“瓶頸”還未突破。因此,研究黑斑原鮡早期個體發育行為特征, 對改進黑斑原鮡苗種培育方法, 提高苗種培育成活率等具有重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1 實驗裝置

(1)對縫隙的喜好性研究。采用圓柱形玻璃水槽進行實驗, 水槽直徑為15 cm, 實驗時水深為30 cm(圖 1), 水槽側壁內側相對的邊緣設置2個寬度分別為0.9和1.2 cm的縫隙縫隙深度為(0.7±0.1) cm。(2)對底質種類的喜好性研究。實驗水槽為通過觀察黑斑原鮡的行為特征后設計的圓形水槽(圖 2),半徑是20 cm, 該水槽的深度是20 cm。底部均勻地分為四等份, 分別覆蓋0.8 cm厚的泥土和石頭。石頭為鵝卵石直徑在(0.4±0.2) cm。(3)在不同光強下對底質顏色的喜好性研究。光照強度用水下照度計ZDS-10W-2D測量。實驗水槽底部分別鋪上黑、白和灰三種不同顏色的大理石板(圖 3)。光源由40 W的LED燈提供, 調節LED等的位置直到光照強度符合實驗要求。

圖1 縫隙選擇實驗裝置示意圖Fig. 1 Hidden schematic diagram of experimental device

圖2 底質選擇實驗裝置模式圖Fig. 2 Top view of test tank for the substrate preference

圖3 底質顏色選擇實驗裝置模式圖Fig. 3 Top view of test tank for the background colors preference

1.2 實驗材料

實驗動物 黑斑原鮡親魚捕自雅魯藏布江,經暫養后, 未達到生理成熟的親魚采取注射催產劑催產, 達到生理成熟的親魚進行人工授精。受精卵孵化及出膜后暫養, 均在平列槽中, 平列槽保持流水環境水溫保持在(13±0.5)℃, 氨氮＜0.15 mg/L, 亞硝酸鹽＜0.05 mg/L, 溶解氧＞6.0 mg/L。實驗用魚來自同一批人工孵化仔魚, 5月30號產卵, 6月11號出膜, 6月29號開口攝食。

實驗飼料 實驗期間投喂微顆粒飼料(表 1)。前3天投喂S-1飼料(適用于6—10 mm仔魚), 開口3d后投喂S-2飼料(適用于9—14 mm仔魚), 實驗魚每天晚上8點投喂1次。

表1 微顆粒飼料營養成分Tab. 1 Nutrient composition of micro pellet feed

1.3 實驗方法

對縫隙的喜好性研究實驗 從開口后第2天開始至第30天結束。每日8:00、12:00和16:00(記為日間數據)及20:00、24:00和4:00 (記為夜間數據, 由于拉薩日照長度比較長, 20:00時環境亮度受天氣影響變化較大, 處理數據時舍棄該時間點的數據)開始實驗。在實驗開始時, 隨機挑選10尾健康實驗魚放入實驗裝置, 待實驗魚適應環境1h后觀察記錄受試魚分布于0.9 cm縫隙、1.2 cm縫隙及非縫隙區域的數量, 同時統計棲息于底層縫隙(0—15 cm水層)和表層縫隙(15—30 cm水層)受試魚數量。每次實驗更換實驗魚, 保證同1尾魚只參與1次實驗。每個時間點重復3次, 每次重復交換0.9和1.2 cm縫隙的位置。實驗期間使用螢石CS-C3HW攝像頭記錄實驗魚分布情況, 避免人為干擾影響實驗結果。

對底質種類的喜好性研究 實驗從開口后第13天開始, 持續10d結束。在實驗時, 設置4個重復組, 每個重復放入10尾稚魚, 實驗期間使用螢石CS-C3HW攝像頭記錄, 通過視頻影像記錄24h, 每小時觀察記錄1次, 記錄時刻為00:30、01:30和02:30依次類推, 只記錄在不同底質中分布仔稚魚的數量。以每天所記錄的底質分布百分比平均值表示該日齡黑斑原鮡對底質的喜好性選擇。實驗期間不更換實驗魚。實驗時每天晚上8:00投餌1次, 每次投喂過量的微顆粒飼料, 第二天早上利用虹吸法吸除殘餌, 換水30 %, 以保證實驗條件環境穩定。在整個實驗過程中不補充實驗魚。統計不同底質中實驗魚數量的平均數, 作為其對不同底質的選擇性的指標。用GraphPad Prism 8作圖表示黑斑原鮡仔稚魚在1天中不同底質上分布情況。

在不同光強下對底質顏色的喜好性研究 實驗從開口1周后開始, 持續10d結束。每天喂食結束后開始實驗。每次分別在(400±50) lx光補償和(10±2) lx光補償條件下進行黑斑原鮡仔稚魚對黑白灰三種不同顏色底質偏好實驗。光照強度用水下照度計ZDS-10W-2D測量。每個條件進行3組平行實驗, 每個平行組放入9條實驗魚。3個平行組之間黑白灰三種顏色的順序不同(圖 3), 消除不同位置對實驗結果科學性的影響。在水槽中心的正上方使用螢石CS-C3HW攝像頭記錄實驗魚的行為。通過視頻回放, 記錄實驗魚適應環境后所分布不同顏色底質的數量。統計不同底質顏色中實驗魚數量的平均數, 作為其對不同底質顏色的選擇性的指標。

1.4 數據統計與分析

實驗結果用SPSS 20檢驗差異性(P＜0.05);GraphPad Prism 8做柱狀圖表示黑斑原鮡仔稚魚對縫隙、底質種類和底質顏色的喜好性。

2 結果

2.1 對縫隙的喜好性研究實驗

不同開口天數仔稚魚日間和夜間對縫隙喜好性 整個實驗期間黑斑原鮡仔稚魚對縫隙的喜好日間顯著高于夜間(P＜0.5; 圖 4), 開口2—21d、24d日間黑斑原鮡仔稚魚顯著喜好縫隙(P＜0.5), 開口22d、23d、25—30d, 對縫隙無喜好行為(P≥0.5;圖 5A)。且整個實驗期間夜間(開口6d、11—13d除外)對縫隙無喜好行為(P≥0.5; 圖 5B)。

圖4 不同開口天數黑斑原鮡仔稚魚在縫隙中分布百分比Fig. 4 The percentage of Glyptosternum maculatum larvae with different feeding days in gaps

圖5 不同開口天數黑斑原鮡仔稚魚在縫隙與非縫隙中分布百分比Fig. 5 The percentage of Glyptosternum maculatum larvae with different feeding days in gaps and non-gap

不同開口天數仔稚魚日間對大小不同的兩種縫隙喜好性 開口12d、13d、15d、24d黑斑原鮡仔稚魚表現出對0.9 cm的喜好性(P＜0.05); 開口2—11d、14d、16—21d黑斑原鮡仔稚魚0.9和1.2 cm的喜好無顯著差異(P≥0.05; 圖 6)。

圖6 不同開口天數黑斑原鮡仔稚魚日間在0.9 cm和1.2 cm縫隙中分布百分比Fig. 6 The percentage of Glyptosternum maculatum larvae with different feeding days in 0.9 cm and 1.2 cm by day

不同開口天數仔稚魚日間對表層、底層縫隙的喜好性 開口5d、6d、8—21d、24d黑斑原鮡仔稚魚表現出對表層縫隙的喜好性(P＜0.05); 開口2d、3d黑斑原鮡仔稚魚表現出對底層縫隙的喜好性(P＜0.05); 開口第4和第7天黑斑原鮡仔稚魚棲息于表層和底層縫隙的百分比無顯著差異(P≥0.05; 圖 7)。

圖7 不同開口天數黑斑原鮡仔稚魚在表層縫隙中分布百分比Fig. 7 The percentage of Glyptosternum maculatum larvae with different feeding days in surface gaps

2.2 仔稚魚對底質種類的喜好性研究

全天黑斑原鮡仔稚魚選擇石頭底質且差異顯著(P＜0.05); 日間7:00—20:00實驗魚幾乎全藏匿于石頭底質中, 晚上21:00至第二日6:00實驗魚在細沙底質上分布數量百分比逐漸增多(圖 8)。

2.3 仔稚魚在不同光強下對底質顏色的喜好性研究

在(400±50) lx光補償條件下黑斑原鮡仔稚魚對底質顏色無明顯的喜好性(P≥0.05); 在(10±2) lx光補償條件下黑斑原鮡仔稚魚對黑色底質的喜好性顯著于白色底質(P＜0.05); 在(10±2) lx光補償條件下黑斑原鮡仔稚魚對黑色與灰色底質, 灰色與白色喜好性不顯著(表 2)。

表2 黑斑原鮡仔稚魚在不同底質顏色分布百分比Tab. 2 The percentage of Glyptosternum maculatum larvae in different background colors (%)

3 討論

3.1 黑斑原鮡對縫隙的喜好性

在整個實驗期間, 黑斑原鮡仔稚魚在夜間未表現出對縫隙的喜好, 在實驗槽的各個部位都有分布,并且非常活躍地游動, 這說明黑斑原鮡有較強的夜間活動習性。這與褚新洛[11]的描述是一致的: 鰋鮡魚類發展夜間活動習性, 既增加了活動范圍, 又避免了不利的影響。本研究還發現, 在6:00—8:00光照強度逐漸增強的過程中, 實驗魚逐漸游至縫隙中并在縫隙中聚集, 表現出對縫隙的喜好行為。在整個實驗期間的日間, 黑斑原鮡仔稚魚會在縫隙中集群。狹窄的縫隙環境可以給其提供安全感。研究表明, 集群行為可以增強魚類的防御能力和攻擊力, 降低被捕食概率等[33]。因此, 對縫隙的喜好及集群行為對黑斑原鮡繁衍后代和維持種群有著重要的意義。然而, 隨著群體規模的增加, 資源的競爭也隨之加劇[34]。

本研究結果顯示, 開口12d、13d、15d和24d黑斑原鮡仔稚魚表現出對0.9 cm的喜好性; 開口2—11d、14d和16—21d黑斑原鮡仔稚魚對0.9和1.2 cm的喜好無顯著差異; 整個實驗期間未發現仔稚魚對1.2 cm的縫隙產生喜好行為, 這說明黑斑原鮡仔稚魚更傾向于喜好相對較小的縫隙。這一結果與劉全圣[35]的研究結果較為相似, 指出研究的2—7日齡的黃顙魚日間對0.3 cm的縫隙顯著高于對0.5 cm縫隙的喜好。張俊波等[36]發現沒有縫隙的人工參礁相對于有縫隙人工參礁對刺參(Stichopus japonicus)的誘集效果差, 刺參對礁體的選擇主要取決于礁體提供的空隙、陰影處面積的大小及光亮度。本實驗中也有類似發現, 實驗魚一般會選擇光照相對比較弱的縫隙。影響黑斑原鮡對縫隙的選擇, 除了縫隙的大小以外, 光照的強弱也可能是一個因素。

本研究發現黑斑原鮡仔稚魚喜歡表層縫隙, 這與褚新洛[11]描述的黑斑原鮡為中底棲魚類不相符。黑斑原鮡的生境為高山峽谷, 陡坡急流[11], 往往這種環境水中溶氧豐富。但是黑斑原鮡仔稚魚在縫隙中集群, 非常容易造成局部缺氧, 而表層溶氧相對來說比較豐富, 所以在實驗中, 仔稚魚表現出對表層縫隙的喜好。仔稚魚喜好表層縫隙是否是因為對溶氧的需求造成的, 還需要進一步的研究。

3.2 對底質種類及顏色的喜好性

底質可以對水產動物產生有利或不利影響, 有研究表明, 沙底質組凡納濱對蝦的存活率、增重率及特定生長率均顯著高于無底質組[37,38]。泥底質會影響蚌類的爬行, 從而影響蚌類的攝食[39]。Huehner[40]認為蚌類對底質的選擇會影響蚌類的發育。本實驗結果表明黑斑原鮡稚魚在0:00—23:00都顯著喜歡石頭底質, 日間(7:00—20:00)實驗魚幾乎全藏匿于石頭底質中, 夜間(21:00—6:00)實驗魚在細沙底質上才有少部分分布。出現這種情況主要有以下幾種原因: 首先, 黑斑原鮡產卵場一般選擇在河段有卵石堆的地方[15,34], 這也說明野生黑斑原鮡仔稚魚極有可能在亂石堆中孵化和發育。石頭為黑斑原鮡仔稚魚提供了很好的庇護場所, 野生環境石頭縫隙中也藏匿了其他生物, 為黑斑原鮡仔稚魚提供了生長發育所需要的餌料。其次, 黑斑原鮡屬于無磷魚類, 沙質底質容易擦傷體表皮膚, 而石頭底質更有利于其藏匿及貼附。對于庸鰈的研究也表明魚類對底質的選擇與魚類體表皮膚的健康有關, Ottesen等[41]對于不同類型介質對庸鰈體表的擦傷數目的研究中發現, 以細沙為底質的實驗組死亡率最高。再次, 鰋鮡魚類生活環境的特點是高山峽谷, 陡坡急流, 枯洪流量相差懸殊, 這種嚴酷的環境嚴重地威脅著魚類的生存[11]。巨石縫隙成為魚類躲避洪水的良好場所。

在養殖黑斑原鮡仔稚魚的過程中, 對其行為的觀察發現, 仔稚魚在平列槽底部顏色較深的地方聚集的比較多。根據這種現象, 推斷黑斑原鮡喜好藏匿或喜好黑色背景的環境中。魚類對不同顏色的底質有不同的選擇行為, 依靠視覺選擇餌料的魚類,如短吻鱘(Acipenser brevirostrum)、達氏鰉(Huso dauricus)、史氏鱘和中華鱘仔魚, 偏好選擇白色底質, 因為白色底質與的細小餌料反差較大, 餌料更容易被發現和捕獲[42—45]。4 日齡和7—18日齡胭脂魚(Myxocyprinus asiaticus)對白色底質的選擇性較高[46]。瓦氏黃顙魚在流水(0.3 m/s)有光補償(140 lx)的條件下顯著喜好黑色底質[47]。

為了確證推斷, 本文分別在強光補償(模擬日間光環境)和弱光補償(模擬夜間光環境)下, 探究黑斑原鮡仔稚魚對黑白灰三種顏色底質喜好行為的研究。實驗結果表明在強的光補償(400±50) lx條件下黑斑原鮡仔稚魚對底質顏色無明顯的喜好性; 在弱光補償(10±2) lx條件下黑斑原鮡仔稚魚明顯喜好黑色底質。這說明在強光下, 黑斑原鮡仔稚魚無法區分底質顏色。仔稚魚在弱光補償條件下喜好黑色底質有兩種猜測, 一種是不同底質吸收的光的多少是不同的, 深色底質吸收的光要比淺色底色吸收的光多一些, 反射出的光強度就要小一些, 所以黑斑原鮡仔稚魚對黑色底質的喜好性也間接反映了它的負趨光性。另一種猜測是黑色底質與黑斑原鮡體色比較接近, 選擇與自己體色相近的底質也是一種藏匿行為。有研究報道, 負趨光性魚類一般為底棲魚類, 依靠嗅覺于夜間攝食, 如底棲魚類革胡子鲇(Clariaslazera)、大口鲇(Silurus meridionalis)和黃顙魚等均在晚上攝食活躍[48—50]。選擇黑色底質意味著魚類更難依靠視覺發現食物或者捕獲獵物, 進一步說明了黑斑原鮡是依靠嗅覺來尋找食物的。

3.3 對黑斑原鮡苗種培育技術改良建議

在黑斑原鮡仔稚魚養殖過程中, 提供更多的縫隙或者藏匿物供其藏匿, 使用黑色或深色的底質,為其提供一個相對有安全感的環境, 避免養殖環境無法藏匿, 使其長期處于應激狀態。增加養殖環境中的水流量, 防止因為大量聚集在一起導致局部缺氧。由于黑斑原鮡仔稚魚喜好縫隙, 所以要保證縫隙表面光滑, 避免由于經常摩擦造成的皮膚磨損和潰爛。