条石鲷早期仔鱼的形态发育观察
2016-05-30区又君李加儿谢菁何永亮
区又君 李加儿 谢菁 何永亮
摘要:【目的】了解条石鲷早期生活阶段的发育特征,丰富其发育生物学基础资料库,也为判断种苗生产工艺的培育效果与适时調整饲养管理措施提供技术支持。【方法】采用常规采样方法和光学显微镜技术对条石鲷早期仔鱼发育过程进行连续观察,并对其营养特性进行研究。【结果】条石鲷在水温(27.8±1.05)℃、pH 8.15、盐度32‰的人工培育条件下,仔鱼卵黄囊在孵化2 d后消失,油球消失于孵化后第6 d,卵黄囊依照先卵黄、后油球的顺序被吸收,吸收速度呈先快后慢的变化趋势。初孵仔鱼在孵化后1 d内生长迅速,之后生长速度减慢。仔鱼在孵出后48 h、卵黄囊消失时出现口裂,口径/全长比随时间变化一直保持上升趋势。条石鲷仔鱼的营养源可归纳为内源性营养—混合性营养—外源性营养3个阶段,分别对应于孵化后2、3~4和5 d。【结论】条石鲷早期仔鱼形态发育与其摄食习性的转变相互适应。
关键词: 条石鲷;卵黄囊期;仔鱼;形态发育;营养源
中图分类号: S965.9 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)05-0742-06
Abstract:【Objective】The present experiment was conducted to investigate developmental characteristics of Oplegnathus fasciatus at early life stage, and enrich basic data of its developmental biology, in order to provide technical support for estimating rearing effect of O. fasciatus fries and timely adjusting management and maintenance measures. 【Method】Using traditional sampling and optical microscope techniques, the morphology of early-stage larvae were continually observed, and their nutrition characters were studied during development process. 【Result】The results showed that, under artificial rearing conditions of water temperature (27.8±1.05)℃, pH 8.15 and salinity 32‰, the yolk sac of larvae disappeared on 2 d after hatching, and the oil globule disappeared on 6 d after hatching. The consumption sequence of yolk sac was yolk first and oil globule next. And the consumption was quick first and then slowed down. Newly-hatched larvae grew fast within 1 d after hatching, and then the growth rate slowed down. Furthermore, the mouth opened when yolk sac disappeared within 48 h after hatching, and the mouth size/total length ratio kept upward trend with development. The nutrition source of larvae was involved in 3 stages viz., endotrophic, mixtrophic and exotrophic stages, corresponding to 2, 3-4 and 5 d after hatching, respectively. 【Conclusion】The morphological development of O. fasciatus larvae at early stage is associated with change of its feeding habits.
Key words: Oplegnathus fasciatus; yolk-sac stage; fish larvae; morphological development; nutrition source
0 引言
【研究意義】在海水鱼类种苗生产中,影响早期幼体存活率的因素很多,其中最主要的因素是胚胎和前期仔鱼发育过程中各种营养物质的消耗及其转化。这些因素决定了初生胚体的质量和仔鱼的早期发育状况,从而影响鱼苗的存活与生长。因此,深入探讨受精卵和仔鱼的发育生物学及其营养特性,并据此制定最佳的人工扩繁条件,对成功实施鱼类种苗规模化生产具有重要意义。【前人研究进展】目前,国内外有关鱼类胚胎发育过程卵黄物质代谢的研究报道日渐增多。区又君等(1991)对人工繁育条件下真鲷(Chrysophrys major)仔稚鱼的生物学特性开展研究,此后又报道了鲻(Mugil cephalus)胚胎和卵黄囊期仔鱼的发育及其营养特性(区又君和李加儿,1997)。此外,还有学者对点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)(邹记兴等,2003)、鮸鱼(Miichthys miiuy)(孙庆海等,2005)、星斑裸颊鲷(Lethrinus nebulosus)(舒琥等,2005)、漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)(马学坤等,2008)、七带石斑鱼(Epinephelus septemfasciatus)(谢菁等,2009)、鲈鲤(Percocypris pingi pingi)(赖见生等,2014)等鱼类的早期发育进行了不同程度的观察与研究。【本研究切入点】条石鲷(Oplegnathus fasciatus)在分类学上隶属于鲈形目(Perciformes)、鲈亚目(Percoidei)、石鲷科(Oplegnathidae)、石鲷属(Oplegnathus),自然分布范围广,包括东海、黄海、台湾海峡、朝鲜半岛、日本至夏威夷等海域(朱元鼎,1985)。条石鲷色泽艳丽,肉质细嫩,营养价值高,极具养殖前景和观赏价值,但目前鲜见有关其早期仔鱼形态发育观察的研究报道。【拟解决的关键问题】采用常规采样方法和光学显微镜技术对人工繁育的条石鲷胚胎及其早期仔鱼的发育生物学和营养特性进行研究,旨在了解其早期生活阶段的发育特征,丰富条石鲷的发育生物学基础资料文库,也为判断种苗生产工艺的培育效果与适时调整饲养管理措施提供技术支持。
1 材料与方法
1. 1 试验方法
试验在广东省饶平南海水产研究所海水鱼类试验基地实施。条石鲷受精卵孵化和育苗水槽容积2 m3/个,培育水温(27.8±1.05)℃,pH 8.15,盐度32‰,NH4+-N及溶氧量均在安全范围内,育苗用的海水经多层过滤和沉淀处理。从胚体形成期起开始连续采样,每日取样30尾,在体视显微镜下进行活体观察、拍照,并用目镜测微尺进行测量,精确到0.0001 mm。
1. 2 试验方法
参照区又君和李加儿(1997)的方法,根据条石鲷发育时的表观形状,分别选用圆球体公式V=πd 3/6(d为卵直径)和长圆球体公式V=πlh2/6(l为长径,h为短径)进行近似计算。卵黄囊包括卵黄和油球,其中卵黄体积为卵或卵黄囊体积减去相应的油球体积之差。初孵仔鱼卵黄体积百分率由初孵仔鱼卵黄除以受精卵相应卵黄的体积百分率所得;仔鱼在某一发育时刻的卵黄百分率由该时刻的卵黄或油球体积除以初孵仔鱼卵黄或油球体积的百分率所得。全长为吻端至尾鳍最末端间的长度,肛前长为吻端至肛门间的长度,口径以上颌长×■表示,最大全长和最大生长时间分别表示前期仔鱼的生长曲线由快速上升变为水平时的全长与时间。
2 结果与分析
2. 1 条石鲷早期仔鱼的发育特征
初孵仔鱼(图1-a)腹部下方具有椭圆形的大卵黄囊,其中有一个油球,眼囊和耳囊清晰可见。体中后部可观察到约12个肌节,且能清楚观察到鱼的心脏跳动。仔鱼身体上布满黑色和黄绿色色素,油球、鳍褶上也有零星点状黑色素。鳍褶自头顶后部开始延伸,绕过尾部,止于卵黄囊后方。孵化后30 min,尾部变直(图1-b)。
孵化后1 d仔鱼(图1-c),卵黄囊缩小,鳍褶变高,肛门未开。肠管逐渐变粗。卵黄囊上有网状黑色素分布,眼囊色素加深,仔鱼体下部黑色素增多,连成一条黑色条带;另外,仔鱼背部出现大量黄绿色色素。肠管呈直管状;口未开,肛门未通。至当晚,卵黄囊体积继续缩小(图1-d),即将消失。黄色素继续扩大,在躯干部也有分布,中部至尾部肌节明显。
孵化后2 d(图1-e),仔鱼的卵黄已消耗殆尽,卵黄囊即将消失,只剩残余的油球,口裂形成,能自由闭合,肠管增粗且弯曲,末端膨大。头部隆起,眼球周围有一圈黄色,眼点变黑,鳍褶上有类似鳍条的角质物,肛门与外界相通。黑色素细胞集中在腹部,黄色素细胞在其下方均匀分布,鱼体背部黄色素细胞数量减少,眼睛布满黑色素。
孵化后3 d(图1-f),仔鱼腹部下方色素无明显变化,背部黄色素减少,只在距头部2/3处有分布。肠管形成第一个盘曲,仔鱼活力增强,大部分集中于水体的表层。油球消失,卵黄囊全部被吸收。口开启,但尚未能主动摄饵。
孵化后4 d(图1-g),仔鱼胃部膨大,肠道颜色加深,可观察到食物,肠管饱满。
孵化后5 d(图1-h),仔鱼背部黄色素褪去,只剩下少量黑色素,腹部黑色素间隔排列。仔鱼尾端变成圆型,胸鳍形成。仔鱼多呈倒立悬浮状态。
孵化后6 d(图1-i),仔鱼腹部充满食物,呈黄褐色,鱼苗在池中向水中下层集中,眼后部呈淡黄色。
孵化后8 d(图版1-j),仔鱼腹部黑色素加深,眼后部至背部呈淡黄色。
2. 2 条石鲷早期仔鱼的生长特性
从表1可以看出,初孵仔鱼平均全长2.0259 mm,卵黄囊体积0.1589 mm3,孵化后30 h内全长生长很快(图2),达2.8066 mm,为初孵仔鱼全长的1.39倍,此时仔鱼的卵黄囊体积0.0044 mm3,仅为初孵仔鱼卵黄囊物质的1.27%,即仔鱼达到第一次最大生长期。此后,仔鱼继续生长,但变化幅度不明显,肛前长的变化趋势与全长变化基本保持一致。孵化后48 h,仔鱼全长2.7679 mm,油球体积仅残存0.0006 mm3,占油球原体积的14.92%;至72 h时,仔鱼全长达2.7744 mm,油球消失。可见,在仔鱼早期发育过程中,最初消耗的是卵黄营养,在卵黄囊体积大量减少时,油球体积开始减少,为仔鱼提供营养。
2. 3 条石鲷卵黄的消耗和吸收
在本研究条件下,条石鲷仔鱼孵出后其卵黄囊、卵黄及油球体积均随发育时间的推移而逐渐变小。由图3可以看出,卵黄囊与油球同时被鱼体吸收,但卵黄囊吸收更快。
2. 4 条石鲷仔鱼的开口
在条石鲷孵出后48 h,即卵黄囊消失时出现口裂,但口尚未能活动,此后口径/全长比随时间变化一直保持上升趋势(图4)。
3 讨论
3. 1 鱼类早期发育过程中营养物质的来源及其转化
鱼類的胚胎发育期间属内源性营养阶段,以自身卵黄为营养,蛋白质是胚胎发育的主要营养来源。初孵仔鱼悬浮于静止的水体表层,没有运动能力,口和肛门未开通,尚不能向外界摄取食物,卵黄物质是其生长发育的营养及能量来源,维持仔鱼开口摄食前的生命活动。将何永亮等(2009)报道的长度数据换算成体积,卵形鲳鯵(Trachinotus ovatus)初孵仔鱼的卵黄囊体积为0.3660~0.4840 mm3,此后迅速消耗,在孵化后第4 d卵黄囊消耗殆尽;初孵仔鱼油球体积仅0.0132~0.0298 mm3,在卵黄囊快速吸收期间消耗不明显,但在卵黄囊被消耗完之后,油球体积迅速变小。区又君和李加儿(1997)报道,鱼类胚胎发育所消耗的能量70%左右依靠蛋白质,但消耗的脂肪量不多,甚至能够通过合成增加數量。本研究结果表明,条石鲷胚胎发育所消耗的卵黄囊物质中98.83%属卵黄物质,油球仅占1.17%,与上述研究结果基本吻合,说明卵黄囊在条石鲷的胚胎发育期间能为其胚胎生长和发育提供所需能量。在本研究条件下,条石鲷仔鱼孵出后其卵黄囊、卵黄及油球体积均随发育时间的推移而逐渐变小,表明卵黄是鱼类卵母细胞生长发育过程中逐渐合成积累的物质,其主要成分是蛋白质(卵黄球)和脂肪(油球),是胚胎发育和卵黄囊期仔鱼发育必不可缺的营养和能量来源。因而,胚胎和卵黄囊期仔鱼发育时卵黄的消耗与转化,直接影响了新生胚体的质量和仔鱼的早期发育。
3. 2 仔鱼生长与卵黄、油球吸收过程的关系
卵黄囊期是鱼类由内源性营养转变成外源性营养的一个关键时期。本研究发现,条石鲷在孵化后22 h内的卵黄吸收和生长速度非常快,而后每日增长的幅度变小或不明显,与此同时,卵黄囊体积继续缩小,与相关文献(Hiroshi et al.,1986;Hodson and Blunt,1986;Eldridge et al.,2002;Williams et al.,2004;李加儿等,2015)所报道的海水鱼类相似,内源性营养在最初24 h内主要供鱼体的快速生长和旺盛的新陈代谢所用,以后则主要用于器官分化及游泳运动。与鲻(区又君和李加儿,1997)等大多数鱼类相似,条石鲷卵黄的消失早于油球,尖吻鲈(Lates calcarifer)仔鱼甚至在卵黄完全吸收消失后才开始吸收油球(Hiroshi et al.,1986)。从能量学角度分析,发现“卵黄先、油球后”的吸收顺序能揭示主要能源物质在早期发育过程中的变化规律,是由于在该发育生长阶段的能量来源是依据先蛋白质后脂肪的次序进行获取,因此认为卵黄蛋白质是条石鲷开口摄食前最重要的营养物质。由于仔鱼在卵黄囊消失前消化道尚未充分发育,消化能力较差,导致其生长缓慢(Hodson and Blunt,1986)。
3. 3 仔鱼开口摄食期间的营养特性
卵黄囊和油球是条石鲷初孵仔鱼发育所需能量的主要来源,在孵化后2 d卵黄囊完全被吸收,而口裂仅为形状,不具备摄食功能,至孵化后4 d才开始摄食。从卵黄囊完全被吸收至仔鱼开始摄食期间,仔鱼发育生长所需的能量均来自油球,即油球在从内源性营养向外源性营养过度时发挥供能的作用。鳀鱼(Engraulis japonicus)仔鱼孵化后1 d大多数已开口摄食(万瑞景等,2004),仔鱼2日龄开口摄食的种类有花鲈(Lateolabrax japonicus)(李恒颂等,2000)、星斑裸颊鲷(Lethrinus nebulosus)(舒琥等,2005),3日龄开口摄食的种类有真鲷(Pagrosomus major)(区又君等,1991)、3~4日龄开口的种类有赤鲷(Pagru pagrus)(Aristizabal,2006)、4日龄开口的种类有黄鲷(Dentex tumifrons)(夏连军等,2004)、漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)(马学坤等,2008)、卵形鲳鯵(何永亮等,2009)、鲻(李加儿等,2015)等,而虹鳟鱼类從胚胎孵化出膜开始,至鱼苗完全能够主动觅食前的这个阶段通常为40~60 d(吴青和郑曙明,2013)。从仔鱼器官形态功能角度分析,发现不同种类间存在一致性,均在仔鱼眼、口、消化管、肛门和鳍等相关摄食和消化器官功能发育完备及巡游模式建立后才开始具备向外界搜索和摄取饵料生物的能力(Ková■,2000),且通常发生在仔鱼卵黄囊和油球完全吸收前。因此,形成一个同时依赖卵黄囊、油球和外界营养的混合性营养期。
在鱼类的发育过程中,早期发育阶段是鱼类生命过程中对外界环境最敏感的时期,也是高死亡率时期(杨瑞斌等,2008)。条石鲷从胚胎发育阶段到仔鱼开口前依赖卵黄囊内的营养物质,孵化后仔鱼在开口摄食阶段后及油球消失前,营养来源同时依赖于油球及外界营养,至油球完全消失后,营养只能来自外界。因此,条石鲷仔鱼的营养源可归纳为内源性营养—混合性营养—外源性营养3个阶段,分别对应于孵化后2、3~4和5 d。
4 结论
人工繁育条件下,条石鲷仔鱼卵黄囊在孵化2 d后消失,油球消失于孵化后第6 d,卵黄囊依照先卵黄、后油球的顺序被吸收;初孵仔鱼在孵化后1 d内生长迅速,之后生长速度减慢;口裂在孵出后48 h、卵黄囊消失时出现,口径/全长比随仔鱼发育进程呈上升趋势。可见,条石鲷早期形态发育与其摄食习性的转变相互适应。
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(責任編辑 兰宗宝)