不同光照時間對東北林蛙生長發育的影響

郭瓊瑤，于 淋，趙玉敏，鄭博文，張力凡

(通化師范學院，吉林通化 134002)

東北林蛙(Ranadybowskii)，屬兩棲綱(Amphibia)、無尾目(Anura)、蛙科(Ranidae)、蛙屬(Rana)，主產于中國黑龍江、吉林、遼寧三省，為國家二級保護動物，其雌性的輸卵管干制品也叫林蛙油，稱哈蟆油[1-3]，是滋補佳品。東北林蛙是一種珍貴的兩棲類動物，集食、藥、補于一體，具有很高的經濟價值[4]和良好的發展前景。其實，早在清朝時期林蛙就已經得到了極大的開發利用，具有很高的地位，是“八珍”之首、“四大山珍”之一，甚至還出口海外。目前，也有關于林蛙的蝌蚪、幼蛙和成蛙的養殖相關方面的報道。2007年鄧秋香等[5]研究了光照強度對中國林蛙幼蛙的影響，通過幼蛙培育箱，在恒溫下用七組不同光照強度對每箱幼蛙的平均體重、平均體長及運動能力等方面進行記錄，明顯可見光照過低、過高，都會使林蛙的跳動次數減少，死亡率大大增加。2016年林遠鋒[6]在東北林蛙蝌蚪的控光飼養技術研究中，對不同的光照強度對蝌蚪體重的影響方面進行了探究，結果說明光照強度過高或過低都會使蝌蚪的體重下降，影響蝌蚪的變態所需時間及成活率。

近年來，隨著自然環境的惡化，人們發現東北林蛙具有巨大的寶貴價值和很大的市場潛力，開始對東北林蛙進行過度捕捉，這也導致了野生東北林蛙資源日益減少，甚至還被列為易危物種。因此，如何大規模人工養殖東北林蛙是必須要探索的問題。該研究通過參考大量關于光照對東北林蛙生長發育影響的文獻，在室內進行東北林蛙養殖實驗，探索最適于東北林蛙生長發育的光照時間，為林蛙養殖提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試動物：東北林蛙蛙卵，2021年4月初取于通化市東昌區通化師范學院大棚。

1.1.2 實驗儀器：主要為顯微鏡、顯微攝影系統、塑料盒、電子秤、量筒、尺子、定時器、臺燈、錫紙、遮光簾。

1.2 方法

隨機取早6：00到8：00剛剛產出的東北林蛙卵，將其放置在顯微鏡下進行觀察，此時蛙卵大都處于受精的單細胞狀態，經過靜置，待蛙卵橫列縱列達到8細胞以上時，利用魚線切割法將大團的蛙卵分成小團，每團10粒左右，然后將所有的蛙卵混合，保證所取樣品減少親本個體差異。將蛙卵平均分為八組，每組選取300個，對其進行遮光或光照處理，放置在同一個室內，以保證溫度影響波動最小。設置4hrs為光照時間梯度，依次為全天無光照，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs、20hrs、全天光照和正常光照8個實驗組，將蛙卵放進盒內并進行標記。利用臺燈延長光照時間，通過使用定時器將光照20hrs設置光照4hrs，全天光照組設置光照8hrs。當蝌蚪達到光照時間時，將裝有東北林蛙的盒子用錫紙包裹，放至棕色箱，并用遮光簾遮擋進行暗處理。

在分組后，記錄不同光照時間下，每組蝌蚪的孵化率、成活率、平均體積、平均質量以及體長，作為初始數據。從蛙卵孵化成蝌蚪開始，每隔4d對林蛙的體重、體積和體長進行記錄，記錄蝌蚪變態過程中長出前肢、后肢和完全變態發育成幼蛙的時間。后期由于幼蛙體質較弱，且較為活潑，極難測量，并未對其進行數據記錄。

蝌蚪體重測量方法：去除蝌蚪體表水分，放至已經在電子秤上去皮的盒內，計算各組平均體重。

蝌蚪體長測量方法：每組隨機取蝌蚪6只，計算蝌蚪頭部到尾端的平均距離。

蝌蚪體積測量方法：將裝有20mL水的量筒內放入25只蝌蚪，計算出增加的體積，求出蝌蚪的平均體積。

1.3 數據處理

該實驗所獲得的實驗數據均用Excel軟件進行統計分析。

2 實驗結果

2.1 不同光照時間對蝌蚪孵化率的影響

由圖1可知：光照時間對蝌蚪孵化率影響較大，尤其是對全天無光照和全天光照，其孵化率最低。與正常光照組對比，孵化率均有所降低，孵化率依次為正常光照組>光照16hrs>光照12hrs>光照20hrs>光照8hrs>光照4hrs>光照16hrs>全天無光照。但由于需要將蛙卵進行分組，對蛙卵進行捕捉，會對蛙卵造成損傷，進而影響其孵化率，所以該組數據并不完全精準，具有偶然性。

圖1 不同光照時間對蝌蚪孵化率的影響

2.2 不同光照時間對蝌蚪體重的影響

由表1可知：光照時間過長或者過短都會對蝌蚪體重造成明顯的變化。經過32d對蝌蚪的養殖，光照8hrs的蝌蚪體重和光照時間為20hrs的蝌蚪體重小于正常光照時間下的蝌蚪體重，說明這兩組不利于蝌蚪的生長；光照16hrs的蝌蚪體重與正常光照時間下的蝌蚪體重相似，沒有太大差距；其余幾組的蝌蚪體重均大于正常光照時間下的蝌蚪體重，其中，光照4hrs體重增加較為緩慢，全天無光照組體重增加最為迅速，其次2組體重增加速度依次為光照12hrs、光照24hrs，且在光照12d以后，蝌蚪體重明顯增加的速度變快。

表1 不同光照時間對蝌蚪體重的影響/g

2.3 不同光照時間對蝌蚪體積的影響

由表2可知：光照時間對蝌蚪體積影響較大，光照時間過長或者過短都會對蝌蚪體積造成變化。經過32d對蝌蚪進行的養殖，光照8hrs的蝌蚪體積光照時間和20hrs的蝌蚪體積小于正常光照時間下的蝌蚪體積；光照16hrs的蝌蚪體積與正常光照時間下的蝌蚪體積相似，沒有太大差距；其余幾組的蝌蚪體積均大于正常光照時間下的蝌蚪體積．其中，相對于正常光照時間下的蝌蚪體積，光照4hrs組體積增加最為緩慢，全天無光照組體積增加最為迅速，其次2組體積增加的速度依次為光照12hrs、24hrs，說明這4個光照時間有利于蝌蚪的生長。

表2 不同光照時間對蝌蚪體積的影響/cm3

2.4 不同光照時間對蝌蚪變態發育成蛙的影響

由表3可知：在不同的光照時間下，蝌蚪變態發育成蛙的變態率有很大的差距，順序為0hrs(95%)>24hrs(92%)>4hrs(86%)>20hrs(83%)>12hrs(71%)>16hrs(62%)>正常時間(60%)>8hrs(54%)。當光照時間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下，蝌蚪的變態率均達到90%以上，且光照4hrs和光照20hrs這兩種條件下，變態率也達到了80%以上，其余三組除了光照8hrs以外，變態率也超過了正常光照時間。由此可見，較為極端的環境有利于提高蝌蚪的變態率，光照8hrs不利于蝌蚪變態發育。

表3 不同光照時間對蝌蚪變態發育成蛙的影響

在不同的光照時間下，蝌蚪變態發育長出前后肢的時間差距較大，光照時間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下的蝌蚪長出前后肢時間最短，光照4hrs和光照20hrs兩組時間較長，光照8hrs長出前后肢時間最長。蝌蚪變態發育時先長后肢，其次長前肢，最后尾巴慢慢退化，完全變態發育成幼蛙，其長后肢在12d～14d以內會長前肢，在前肢發育出3d～5d后會完全變態發育成幼蛙。雖然蝌蚪變態發育長出前后肢和完全變態發育成幼蛙的時長在不同的光照時間下有很大差距，但從其長出后腿到完全變態發育成幼蛙所需時間基本一致，均在16d～18d以內。

不同的光照時間對蝌蚪變態發育成幼蛙的成活率影響極大，光照時間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下的蝌蚪成活率為0，其余幾個組的成活率大小依次為12hrs(65%)>正常時間(62%)>16hrs(60%)>8hrs(23%)>20hrs(10%)>4hrs(8%)，由此可見，光照時間的過長或者過短都會大大地降低幼蛙的成活率，甚至使其全部死亡。而光照時間為12hrs和16hrs的存活率相對較高，和光照時間正常的對照組的成活率相似。

圖2 不同光照時間對蝌蚪變態發育成蛙的影響

3 分析與討論

3.1 光照原理分析

光是自然界中的一種生態因子，對地球上很多的生物生長發育和繁殖方面有著很大的影響，每種生物都有其最適的光照時間。林蛙是變溫動物，變溫動物的攝食又與光照強度之間存在著特定的關系[7-8]。光照林蛙、蝌蚪的時間不同，會影響到林蛙和蝌蚪的生長發育調節，通過肉眼觀察，明顯可見其顏色較正常光照時間下要淺，只在光照8hrs、12hrs、16hrs這幾組正常。在變態方面，其主要原因是過長或者過短的光照時間破壞了蝌蚪體內正常的激素分泌，促使下丘腦產生正常的應激反應，故而加速蝌蚪的變態，其變態出來的蝌蚪體型雖大，但是隨著時間增長營養積累不夠且代謝方面較強。因此，東北林蛙在發育過程中，需要有一定強度的光照，但光照時間不宜太長。

3.2 討論

從實驗結果來看，光照12hrs是東北林蛙的生長發育的最佳光照時間。光照8hrs和光照時間為20hrs的兩組在孵化率、變態率和存活率方面相對較大，但是這兩組的蝌蚪在體重、體積方面都要比正常光照時間下的蝌蚪的體重和體積方面要小很多；進行全天光照和全天無光照這種極端條件下的兩組蝌蚪，其體積、體重、變態率都是最高的，甚至在蝌蚪進行變態發育，長出前后肢的時間最早，但是孵化率和存活率最低，存活率更是達到0%，可以看出這兩種極端環境不適合蝌蚪的變態發育，不宜在這種環境下進行養殖；對進行光照4hrs和光照20hrs這兩種較為極端條件下實驗的兩組蝌蚪來說，其體積、體重、變態率較高，也超過了正常光照時間的蝌蚪，但是在孵化率和存活率方面偏低，尤其是在存活率方面最高達到10%，亦不適合蝌蚪的生長發育和養殖；光照12hrs和光照16hrs兩組的蝌蚪的體重和體積均超過正常光照時間下的蝌蚪，且其在孵化率、變態率和存活率方面，相對其他組來說偏高，是進行東北林蛙養殖的最佳兩組。但是相對光照16hrs來說，光照12hrs的蝌蚪在體重、孵化率等方面都明顯更高。因此，光照12hrs是東北林蛙的生長發育的最佳光照時間，更適合進行東北林蛙的養殖。

4 總結與展望

4.1 總結

經過實驗室養殖，可明顯看出蝌蚪的體重與體積成正比例關系，最佳光照時間為12hrs。光照時間的長短會影響到蝌蚪的體重、孵化率、存活率等，甚至不同的光照時間還會改變蝌蚪長出前后肢的時間，但其整體的變態時間并沒有改變，處于16d～18d以內。但該實驗在進行過程中，仍有許多不足之處，可能會對實驗結果的準確性和一些數據造成誤差。在挑取蛙卵時動作不規范，對蛙卵造成損傷，對其孵化率和最終的存活率造成影響。在實驗室對東北林蛙進行飼養時遇到工作人員進行消毒，使消毒水進入裝有蝌蚪的盒內，造成大批蝌蚪死亡。對蝌蚪進行喂食時，各組分喂食次數不固定，用量未統一，可能會導致蝌蚪體重方面出現誤差。在對東北林蛙進行光照時，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs和對照組均采用放在陽臺上用太陽進行光照，而光照20hrs和光照24hrs兩組采用在沒有日光照射后使用臺燈進行照射，使實驗在進行過程中光照強度不一致。且該次實驗由于場地和時間限制沒有設置重復組進行對照，可能對實驗數據造成一定的誤差，還需要在繁殖期對該實驗進行一次驗證性的重復實驗。

4.2 展望

在中國有著極其豐富的林蛙資源，相關產品日益豐富，其產品還有著很高的開發利用率。林蛙本身可以作為食物，對身體進行滋養，林蛙產的林蛙油具有很高的營養價值，林蛙皮在美容、保健、醫藥等領域均被應用。隨著人們對林蛙價值認識的不斷深入和人民生活水平的日益提高，人們對自身保健需求的強烈需求，林蛙油及林蛙的加工產品越來越受到人們的重視，產品日趨供不應求。林蛙產品內銷符合發展經濟活躍市場，豐富人民生活和治病健身的稀缺項目，屬不能滿足需求的產品[9，10]。由此可見，林蛙養殖不僅能帶來經濟效益，同時具有重大的科研價值和生態價值。要努力提高林蛙養殖業的經濟效益，充分發揮其潛在的科研價值和生態效益[11]。該實驗通過探究東北林蛙養殖的最佳光照時間，以求為東北林蛙養殖提供更好的環境。中國相關生物制品公司已研制生產了林蛙抗菌肽軟膏，這類藥品能夠對人體的燒燙傷、皮膚潰瘍等傷口處的化膿菌和真菌等產生較強的抑制作用。