一种弹涂鱼捕捉器的制作与应用

廖健+贺亮+张顺+龙水生+黄承勤+王中铎

摘要：利用防腐蚀的塑化玻璃板制作一种双层单向通道的弹涂鱼捕捉器，于2015年12月至2016年6月投放于雷州半岛高桥镇国家级红树林保护区（N21°36′24″，E109°47′8″）、下六镇红蒔地红树林区（N21°19′54″，E109°48′57″）、九龙山湿地公园（N20°39′51″，E110°17′13″）、附城镇北家村红树林区（N21°9′0″，E110°17′58″）、东海岛红树林保护区（N21°06′22″，E110°18′54″）五个站点。共捕获大弹涂鱼128尾、弹涂鱼105尾、青弹涂鱼41尾，经F检验表明，该捕捉器对大弹涂鱼、弹涂鱼的捕捉能力具有明显的偏倚性。并对大弹涂鱼进行遗传分析，发现弹涂鱼遗传多样性高于大弹涂鱼。总体而言，双层洞穴式捕捉器与传统铲挖式、甩竿式、竹筒法捕捉弹涂鱼相比较，具有明显的省时、省力、逃逸率低、对环境破坏力度小等特征，适合科学研究所需弹涂鱼野生群体样本采集之用。

关键词：弹涂鱼；双层洞穴式捕捉器；野生群体；塑化玻璃板

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.05.098

弹涂鱼是国内外生命科学相关学者研究生物进化机制的重要目标物种，野生弹涂鱼材料的获取往往是制约其研究发展的一大难关，市售野生弹涂鱼来历不明，无法判断是否是经过人工筛选、性状改良等次生野生型，传统的捕捉方法往往是技艺的传承和多年的技术积累，也通常只掌握在少数有经验的渔民手中，而绝大多数渔民对于沿海滩涂的保护和原有生态系统的维护缺乏保育意识和技术，甩竿式的钩捕法需要操作者在滩涂上大范围的搜寻、抛钩、起竿，从而造成了大范围的弹涂鱼天然洞穴坍塌、沉陷，甚至部分弹涂鱼溺死淤泥。铲挖式捕捉更是对滩涂生态系统造成毁灭性破坏。利用竹筒法插入泥滩模拟弹涂鱼洞穴进行捕捉虽然有所进步，但由于直筒的内腔使得捕获的弹涂鱼很容易逃逸，捕捉效率极低，大规模投放竹筒捕捉带来的破坏同样容易造成滩涂生态系统的失衡。

有效的捕捉方法或合理地设计捕捉装置是研究弹涂鱼在生物进化历程中地位的前提基础，国内外目前缺乏弹涂鱼相关捕捉方法资料，也少见报道有合理的弹涂鱼捕捉装置，仅在一些传统渔民文化中存有影视记载。本文笔者首次在前期的研究中提出洞穴式弹涂鱼捕捉器这一概念，并利用该捕捉器于2015年11月至2016年3月在雷州半岛高桥红树林保护区（N21°36′24″，E109°47′8″）捕捉野生弹涂鱼（Periophthalmus modestus）、大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris）群体，比较分析了2种弹涂鱼的遗传结构及其多样性，发现野生弹涂鱼（P. modestus）遗传多样性高于野生大弹涂鱼（B. pectinirostris），种群遗传结构较大弹涂鱼（B. pectinirostris）稳定。在该研究中，洞穴式捕捉器的合理利用是该研究顺利进行的前提基础，为该研究提供了野生的弹涂鱼（P. modestus）、大彈涂鱼（B. pectinirostris）群体实验材料。

洞穴式捕捉器与流行于民间的传统铲挖式、竹筒捕捉法相比较，具有明显的高效性，对滩涂原生态环境的破坏力度较低。而与甩竿式钩捕法比较，其具有普适性，无需由专业渔民操作，可供无经验的科研工作者顺利捕获弹涂鱼类，而由于该捕捉器成本相对较高，从而导致无法广泛应用于我国东南沿海的渔业生产中来，仅适应于无经验的科研工作者科研样本采集，很好地限制了弹涂鱼类的捕捉数量，保护了野生弹涂鱼类种质资源不被过渡捕捉，维护了海陆交界处的滩涂、河口和红树林等生态系统平衡。

1材料与方法

1.1材料

亚克力板材，塑化玻璃胶，打孔器，铁锉，粗砂纸等材料用于弹涂鱼捕捉器的制作，佳能500D单反相机用于现场捕捉图片的采集。

1.2制作方法

1.2.1材质的选取

弹涂鱼栖息于沿海的滩涂泥地，为使捕捉器与周围环境协调一致，本研究选取透明的亚克力板材，即塑化玻璃板作为捕捉器制作材料，以便在透明捕捉器（除通道孔）外覆盖滩涂淤泥，从而很好地与环境融为一体。

1.2.2模型的设计

弹涂鱼是一类古老的两栖动物，营洞穴生活，根据这一习性，利用Sketchup 8.0软件设计一种2层梯形单向通道洞穴式的弹涂鱼捕捉装置模型（见图1）。整体呈现梯台模型，顶部为9个直径15mm的圆形孔径，为捕捉器的入口，也是捕捉时唯一一处露出泥面的位置。弹涂鱼从顶部孔径进入捕捉器后到达第二层，因其钻孔习性，会继续从侧面的6个20mm方形孔径钻入第一层。进入底层后，由于方形孔径一面无附着板，受高度限制，弹涂鱼将无法原路返回逃逸。捕捉器正面开凿一方形口道路，以便取出捕捉的弹涂鱼类。

1.2.3实物的制作

亚克力板材购于浙江江南禾风橡塑厂，用铅笔于保护纸上规划好模型各面的尺寸后，利用钢锯进行裁剪，并用打孔器打孔，铁锉、粗砂纸进行打磨，捕捉器的各面板用塑化玻璃胶进行粘连，于阴暗处48小时晾干备用。

2结果

2.1成品及实地检测

成品利用手工剪裁、粘合而成，上板边长1700mm，板中圆孔直径15mm，下板边长350.0mm，捕捉器高132.9mm。成品的实地检测地点选择雷州半岛的5大红树林保护区：高桥镇国家级红树林保护区（N21°36′24″，E109°47′8″）、下六镇红蒔地红树林区（N21°19′54″，E109°48′57″）、九龙山湿地公园（N20°39′51″，E110°17′13″）、附城镇北家村红树林区（N21°9′0″，E110°17′58″）、东海岛红树林保护区（N21°06′22″，E110°18′54″）。退潮后将制作成型的捕捉器实物置于红树林区滩涂泥地，四面覆盖滩涂淤泥，顶部仅露出9个孔径（如图1A）。等待约1小时左右，取出捕捉器可见捕捉器能有效捕捉一定数量野生弹涂鱼类供科研材料（如图2B、C、D）。

双层梯形洞穴式单向通道弹涂鱼捕捉器投入5个站点，每个站点投放6个，约1小时左右对捕捉器中弹涂鱼类进行一次收集，于退潮后的下午投放并收集2-3次，对于收集的弹涂鱼类进行形态分类并统计数量，最终以COI基因作为DNA条形码标记进行分子确认后，进一步分析其遗传多样性。捕捉的弹涂鱼类分别为大弹涂鱼（128尾）、弹涂鱼（105尾）、青弹涂鱼（41尾），其数量分布见表1。

2.3捕捉器的捕捉偏倚性

从9次捕捉的弹涂鱼种类来看，共捕捉大弹涂鱼128尾，占总数46.7%。弹涂鱼105尾，占总数383%。而青弹涂鱼41尾，占总数15.0%。对于9次分别捕捉到的大弹涂鱼、弹涂鱼、青弹涂鱼进行F检验，假设捕捉器对3种弹涂鱼的捕捉能力无差异，计算F值为383，查找F值表可知F0.01（2，24）=5.61、F0.05（2，24）=3.40，因为F0.05（2，24）

对于捕捉的大弹涂鱼、弹涂鱼2个优势物种进行分子标记，分析其遗传多样性，分别以线粒体DNA上的D-loop区部分序列和COI基因为标记，获取D-loop区序列（序列号为KX263728–KX263764），COI基因序列（序列号为KX263765–KX263801）37条，其中大弹涂鱼、弹涂鱼COI基因和D-loop区序列均分别为19条、18条。利用生物信息学软件Clustal W181、MEGA 60、DNA sp V5进行分析发现基于COI基因和D-loop区序列的2种野生弹涂鱼种群中弹涂鱼绝大部分遗传参数大于大弹涂鱼，如变异率：弹涂鱼>大弹涂鱼（COI：24%>21%；D-loop：75%>49%）、遗传距离：弹涂鱼>大弹涂鱼（COI：0006>0003；D-loop：0019%>0012%）、核苷酸多样度：弹涂鱼>大弹涂鱼（COI：000566>000288；D-loop：001855>001202）、平均核苷酸差异：弹涂鱼>大弹涂鱼（COI：356863>181287；D-loop：827451>536257）。此外，基于COI基因的弹涂鱼碱基A+T含量与单倍型多样性同样大于大弹涂鱼，而基于D-loop区序列的结果显示弹涂鱼与大弹涂鱼相差无几。综上，弹涂鱼遗传多样性较大弹涂鱼高。

3讨论

3.1双层梯形洞穴式弹涂鱼捕捉器与传统捕捉方法的比较

传统捕捉弹涂鱼的方式主要通过人工甩竿进行钩捕，对于操作者的技术要求往往较高，通常由具备10年以上经验的渔民进行捕捉，操作者手持鱼竿，发现目标后迅速抛出鱼钩至弹涂鱼所在位置，即刻钩住弹涂鱼并收回，该捕捉方式的逃逸率较高，且对弹涂鱼伤害较大，逃逸受伤的弹涂鱼易感染并传播疾病，甚至死亡。传统的甩竿式捕捉法同时对弹涂鱼栖息的环境造成了极大的破坏，操作者需要在大面积的滩涂淤泥上移动寻找目标，人类长时间活动于滩涂上容易造成彈涂鱼天然洞穴的坍塌、沉陷，甚至部分弹涂鱼溺死淤泥，该法不利于弹涂鱼类资源的可持续发展，破坏了滩涂生态系统的平衡。

我国福建沿海部分渔民则利用竹筒插入泥涂或直接对弹涂鱼的天然洞穴进行铲挖捕捉。在弹涂鱼栖息区域插入竹筒与本研究思路基本一致，模拟弹涂鱼栖息环境，设置人工洞穴以捕捉野生弹涂鱼。但竹筒法与单向通道的双层洞穴式捕捉器相比较，竹筒内侧空间呈圆筒状，空间狭小，弹涂鱼进入竹筒后很容易沿原途经逃逸，一般一个竹筒仅能捕捉0-1尾弹涂鱼类，捕获效率极低。而铲挖式的捕捉弹涂鱼则对近岸滩涂生物的栖息环境造成了毁灭性的破坏，极大程度破坏了弹涂鱼、招潮蟹等天然洞穴。

双层洞穴式捕捉器相对于传统甩竿式捕捉法而言，操作简便，将双层洞穴式捕捉器埋藏于滩涂淤泥，仅露出顶部均匀分布的9个洞口，而后只需耐心等待约1小时即可收获弹涂鱼类。捕捉器投放的时间及位置严重影响捕捉的效率。投放时间一般选择退潮后的晴天，以底质为淤泥、泥沙的半咸、淡水的河口及岛屿，港湾的滩涂及红树林区为宜。与竹筒法比较，双层洞穴式捕捉器无需大规模投放，投入人力较少，具有较高的捕获效率，能在较短的时间内捕获一定数量的野生弹涂鱼类。相比较于铲挖式捕捉，双层洞穴式捕捉器的使用对滩涂生态系统的破坏力较，符合可持续发展的海洋渔业学观念。

3.2双层梯形洞穴式捕捉器的效益分析

人工捕捉器的应用及国内外相关实践充分说明，设计合理地捕捉器除了具有一定经济效益之外，同时也具有较高的生态效益和科研效益。双层洞穴式弹涂鱼捕捉器采用防腐蚀的亚克力板材进行制作，较高的材料费用及复杂的制作流程致使该捕捉器的成本投入较高，不适于沿海渔民的渔业生产，带来的直接经济价值较低。而正因为投入成本高，限制了大规模捕捉弹涂鱼，对弹涂鱼类的合理开发与生物保护起到了一定作用，其经济效益有限。从生态学角度而言，双层洞穴式捕捉器的诱鱼机制并不复杂，弹涂鱼类营洞穴定居，借助发达的胸鳍或匍匐或跳跃于近岸滩涂之上，其视觉和听觉十分灵敏，稍有惊扰便会立即钻入就近洞穴以避敌。动物行为学的研究表明，鱼类（或其他无脊椎动物）都有避敌的本能，处于食物链较低营养级的物种被捕食的可能性往往更大，结构简单的滩涂生态系统尤为明显，由此进化出一支穴居生物以适应滩涂环境。与弹涂鱼类似，营洞穴生活的还有犬齿背眼虾虎鱼（Oxuderces dentatus）、蜥形副平牙虾虎鱼（Parapocryptes serperaster）、锐齿招潮蟹（Uca acuta）、白手招潮蟹（Uca albimana）等滩涂海洋生物，由于相同的生活习性，该捕捉器在投放实践中常常会捕捉到这一类生物。从科研效益来看，设计的弹涂鱼人工捕捉器投放至其栖息、觅食的生态环境中去，捕获科研所需野生弹涂鱼实验材料，解决了市售弹涂鱼来源不明，现有工具操作难度高等问题。进而对弹涂鱼类种质资源调查、种群动态、年龄组成、性别比例、遗传结构、系统发育等系列科学研究提供了可靠的样本来源，推动了弹涂鱼在我国海洋渔业学的可持续发展。

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