中华鲟幼鱼人工繁殖群体与自然繁殖群体鼻孔及骨板差异研究

2018-10-26章龙珍刘鉴毅

海洋渔业 2018年5期

章龙珍，庄平，张涛，赵峰，刘鉴毅，王妤，宋超

（中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海与长江口渔业资源环境科学观测实验站，上海 200090）

中华鲟（Acipenser sinensis Gray）属鲟形目，鲟科，鲟属，是一种江海洄游大型鱼类，至今约1亿多年，具有 “活化石”之称。20世纪后期，由于受过度捕捞、水体污染、航运发展、水利工程建设等因素的影响，中华鲟野生种群资源量急剧下降，1981－1999年的19年间，中华鲟幼鲟补充群体和亲鲟补充群体分别减少了80%和90%［1－3］，1988年被列为国家一级野生保护动物。中华鲟的人工繁殖于1983年在葛州坝下首次获得成功，开始向长江放流幼鱼，为之后的人工增殖放流奠定了基础［4］。在中华鲟人工繁殖过程中，研究人员发现，有少部分中华鲟幼鱼眼睛和躯体出现畸形［5］。而关于影响中华鲟畸形的原因报道较少，仅见于：姜礼燔［6］研究显示，工业废水、农药等水环境污染会对中华鲟产生慢性中毒；HU等［7］研究发现，广泛应用于船舶涂料、木材防腐的含锡化合物－三苯基锡会导致中华鲟幼鱼眼睛缺失和躯体畸形；侯俊利等［8］报道了铅暴露导致中华鲟幼鱼在近胸鳍起点处以及背鳍起点至尾鳍末端之间弯曲畸形的研究结果。在人工培育的中华鲟幼鱼中经常观察到部分幼鱼鼻孔发生了形态变化，但迄今尚未见鼻孔形态发生变化的研究报道。为探究人工培育中华鲟幼鱼鼻孔及其它形态特征与自然繁殖群体是否存在差异，笔者分别于2004－2006年连续3年对人工培育中华鲟幼鱼和长江口误捕的中华鲟幼鱼及2012、2015年长江口误捕的中华鲟幼鱼鼻孔形态进行了观察和统计，对生物学形态特征进行测量分析，并对差异性进行了初步探讨，以期为中华鲟幼鱼的培育和自然繁殖群体与人工繁殖群体的鉴别提供参考依据。

1 材料和方法

1．1 材料来源

自然繁殖群体为 2004－2006年和2012、2015年5－8月份长江口误捕中华鲟幼鱼，人工繁殖群体为2004－2006年人工繁殖培育的中华鲟幼鱼。

1．2 方法

分别对不同年份的人工繁殖幼鱼和长江口误捕的中华鲟幼鱼进行生物学测定，同时对鼻孔形态进行分类、统计。

对中华鲟幼鱼骨板处理：统一取中华鲟幼鱼背骨板（从头部往后数最后3片背骨板）、侧骨板（左边第 6、7、8片）、腹骨板（左边第 3、4、5片）。将取下的骨板在沸水中煮10 min，剔除肌肉和表皮，用清水清洗干净，晾干，在体视显微镜（奥林巴斯OLYMPUS，型号：SZX－1LLB2－200，日本）下测量。

骨板棘长的测定：分别测量骨板底部边缘至骨板顶部最前缘长度（L1），骨板底部边缘至骨板顶部最凹处的长度（L2），计算骨板棘长（L3）（图1）。计算公式为：L3＝L1－L2。分别取每尾幼鱼的3个背骨板、3个侧骨板、3个腹骨板，按照上述公式，计算各骨板棘长平均值。误捕和人工繁殖各取50尾幼鱼。

1．3 数据统计

实验所得数据用平均值±标准误（M±SE）表示。数据通过SPSS 16．0统计软件进行处理分析，利用Independent-Samples T test检验长江口误捕中华鲟幼鱼和人工繁殖中华鲟幼鱼间的差异显著性，P＜0．05表示差异显著，P＜0．01表示差异极显著。

2 结果与分析

2．1 长江口中华鲟幼鱼和人工繁殖幼鱼鼻孔形态差异

与自然繁殖幼鱼比较，人工繁殖培育的幼鱼鼻孔形态大部分发生了变化：由左边和右边均为双鼻孔（图版Ⅰ－1）变成了左边单鼻孔、右边双鼻孔，或左边双鼻孔、右边单鼻孔，鼻孔数减少了1个（图版Ⅰ－2，3）；或者左边和右边均为单鼻孔，鼻孔数减少2个（图版Ⅰ－4）。图版Ι－5为单鼻孔放大，可以清楚看到鼻孔中的嗅囊结构及鼻孔边缘上未能形成鼻隔的皮质结构。图版Ⅰ－6为2006年进行人工放流的中华鲟（人工培育6年），其鼻孔为单鼻孔。经过2004－2006年3年的统计分析，长江口误捕中华鲟幼鱼鼻孔形态未发生变化的平均数占总数的93．5%，发生变化的平均数只占总数的6．5%；人工繁殖培育中华鲟幼鱼鼻孔未发生变化的平均数占总数16．8%，发生变化的平均数占总数83．2%。2012、2015年，长江口误捕中华鲟幼鱼鼻孔形态未发生变化的占98．5%，而发生变化的平均数占总数1．5%（表1）。可见，鼻孔形态的变化可以作为区分自然繁殖群体和人工培育群体的一个标志。

2．2 长江口中华鲟幼鱼与人工繁殖幼鱼骨板的比较

通过对大量误捕幼鱼和人工培育幼鱼骨板的比较研究发现，自然繁殖幼鱼的五行骨板，骨板棘非常的尖锐和锋利，没有受到任何摩损（图版Ⅱ－1，2），在腹骨板和侧骨板的后侧还有3～4个锯齿状的小棘（图版Ⅱ－4，5），而人工培育幼鱼的骨板，棘平而无锋利感（图版Ⅱ－6，7），腹骨板和侧骨板的后侧仅有1个小棘（图版Ⅱ－9，10）。自然繁殖中华鲟幼鱼与人工繁殖幼鱼骨板棘长的比较见表2。自然繁殖中华鲟幼鱼侧骨板棘长与人工繁殖培育的有显著性差异（P＜0．05）；而背骨板和腹骨板棘长两者间均存在极显著差异（P＜0．01）。人工繁殖的中华鲟幼鱼背骨板棘长、腹骨板棘长、侧骨板棘长均小于自然繁殖中华鲟幼鱼。

表1 长江口中华鲟幼鱼与人工繁殖培育幼鱼鼻孔形态比较Tab．1 Comparison of nostrilmorphology between the artificial and natural breeding juvenile Acipenser sinensis in the Yangtze Estuary

表2 长江口自然繁殖中华鲟幼鱼与人工繁殖幼鱼骨板棘长的比较Tab．2 Comparison of the thorn length of osseous plate between artificial and natural breeding juvenile Acipenser sinensis in the Yangtze Estuary

通过直观的观察和骨板棘的实际测量，能够非常快速的区分出自然繁殖群体和人工繁殖群体的中华鲟幼鱼。五行骨板的棘长结合鼻孔的形态变化可作为辅助手段鉴别中华鲟自然繁殖群体和人工繁殖群体。

3 讨论

3．1 中华鲟幼鱼鼻孔形态的变化

中华鲟幼鱼鼻孔位于头部两边眼前方，鼻孔是由鼻隔分为两孔，由上鼻孔和下鼻孔组成的一对鼻孔，上鼻孔小偏圆形，下鼻孔大偏椭圆形，孔内彼此相通（图版I－1，2）。通过对2004－2006年长江口误捕中华鲟幼鱼群体鼻孔形态观察和数量的统计分析（表1），鼻孔形态和数量未发生变化的占总数的93．5%，而鼻孔数和形态发生变化的只占总数的6．5%；2012、2015年，长江口中华鲟自然繁殖群体幼鱼鼻孔形态未发生变化占总数的98．5%，发生变化的占总数1．5%，2004－2006年鼻孔数和形态发生变化的比例高于2012年和2015年。分析原因为：2004－2006年，每年5－8月份在长江口渔民插网捕鱼都要捕到许多中华鲟幼鱼，在这些幼鱼中一部分是自然繁殖的，还有一部分是经人工繁殖放流的。在人工放流的这部分鱼中，有少量的打了标记，可以看到或通过仪器检测到，而大部分是未打标记放流的，而人工放流群体高比例的单鼻孔数变化，影响了误捕总单鼻孔数变化，同时也表明在误捕的中华鲟幼鱼中有人工增殖放流的中华鲟幼鱼。而2012和2015年在宜昌江段、荆州江段、武汉江段放流的大规格子一代和子二代中华鲟幼鱼，体长分别为80 cm和40 cm，且放流的中华鲟幼鱼有被动整合雷达（PIT标记、声呐标记、体外悬挂T型外标记），能清楚进行识别。本论文统计的2012年、2015年长江口误捕的中华鲟规格平均全长分别为（28．61±6．98）cm、（28．82±6．75）cm，远小于放流群体。因此长江口误捕的中华鲟幼鱼应为自然繁殖群体繁殖，其鼻孔发生变化的比例只占总数的1．5%。2013、2014和2016年在长江口未监测到中华鲟幼鱼。通过2004－2006年与2012、2015年的中华鲟幼鱼鼻孔发生变化的比较，初步推测人工增殖放流对中华鲟幼鱼群体的贡献率为4．900%，高于通过回收标记鱼估算的2．281%贡献率［9］。

3．2 影响中华鲟鼻孔发生变化的原因

人工繁殖培育的中华鲟幼鱼鼻孔与长江口误捕的中华鲟幼鱼相比，无论从数量上或形态上都发生了显著的变化，分析原因可能是：

1）中华鲟人工繁殖是对亲本进行人工催产（激素类药物）获得精、卵后进行人工授精［10－14］，在人工催产及授精过程中，若精、卵质量以及最佳授精时机掌握不好，可能会导致受精卵在发育过程中出现畸形。朱欣等［15］对中华鲟子二代苗种培育过程中发现鱼苗投喂期死亡率较高，推测可能与鱼苗先天质量有关，在显微镜下观测死亡鱼苗多为畸形。吴文化等［16］引进俄罗斯鲟（Acipenser gueldenstaedtii Brandt）受精卵孵化鱼苗成活率和畸形率比自然繁殖的高，分析认为畸形可能是精、卵质量差和运输过程中的高温刺激造成的，俄罗斯鲟的畸形主要表现在弯尾、盲目、胸鳍短缺、额前刻痕、曲体、无尾鳍等，但未见鼻孔形态畸形。张涛等［17］认为施氏鲟（Acipenser schrenkii Brandt）畸形是由受精卵的质量、杂交育种和近亲繁殖造成的，当卵子质量差时，畸形率较高，达氏鳇（Huso dauricus）和施氏鲟杂交，子代中骨板缺失或融合、骨骼异常、尾鳍或胸鳍缺失的畸形比例高，但亦未观察到鼻孔的缺失。

2）受精卵在孵化过程中环境因子可能引起畸形，如光照、温度、水流、pH及养殖密度等。李文龙等［18］在人工养殖达氏鳇过程中发现有较高的畸形比例，认为畸形原因有：先天因素如精、卵质量引起；受精卵在孵化过程中水温的变幅过大，水中溶氧偏低；理化因子超标等会导致达氏鳇在孵化出膜时身体弯曲，鱼苗形成吻、鳍、眼、鼻、鳃盖部位的部分缺失。先天性畸形的鱼苗大部分死去，只有极少数存活。HU等［7］认为，一种广泛应用于船舶涂料、木材防腐的含锡化合物三苯基锡可以通过食物链在中华鲟鱼体中富集，在鱼卵中富集的三苯基锡化合物最终在胚胎发育过程中产生毒性，引起了畸形现象，其中眼睛缺陷发生率1．2%，躯体畸形发生率6．3%。侯俊利等［8］发现，铅暴露可致中华鲟幼鱼身体弯曲畸形，这种弯曲在解除暴露后部分可以恢复；冯琳等［19］也发现，铅的累积量在骨板和肌肉中最高。FENG等［20］发现肝脏对铜的富集最快，其次是胃。SUN等［21］研究了多氯联苯、多溴联苯醚和全氟化合物在中华鲟卵中的富集和变化趋势。王瑞芳等［22］研究发现，氟离子对西伯利亚鲟（Acipenser baerii Brandt）胚胎发育有影响。庄平等［23］研究发现，氟暴露能引起仔鱼出现焦躁不安、失去平衡、呼吸减弱等中毒症状。

3）孵化设备的不适可能引起的畸形，如孵化器、幼鱼培育缸、水泥池等。如达氏鳇在池中受到惊吓时快速撞向池壁造成断吻畸形［18］。中华鲟幼鱼在早期的发育过程中如肌体弯曲、盲眼等其它的畸形比例较低，这些鱼苗在发育过程中逐渐死亡。人工培育中华鲟幼鱼鼻孔高比例畸形，可能与孵化设备粗糙摩擦、幼鱼之间互相碰触有关。而这些鼻孔畸形的幼鱼能够正常摄食生长。目前，还无法弄清楚人工培育的中华鲟幼鱼鼻孔有如此高的形态变化真正原因，需进一步开展胚胎发育和幼苗培育过程中各个环节的深入细致的研究，弄清单鼻孔发生的机理，改善培育环节，保持中华鲟鼻孔原有的正常形态。

3．3 自然繁殖中华鲟幼鱼骨板棘与人工繁殖幼鱼的差异

人工培育的中华鲟幼鱼，由于在人工条件下培育（水泥池、玻璃缸、高密度），幼鱼身体与缸壁和相互之间的长期摩擦，导致五行骨板的棘受损变平。自然繁殖中华鲟幼鱼由于生长在长江及长江口，大水体环境和江底松软的底泥不会对骨板棘造成摩损，保持五行骨板棘无比锋利，除背骨板棘外，在侧骨板的后侧还有3～5个锯齿状的小棘、腹骨板后侧有2～3个锯齿状的小棘未受到磨损，人工培育的则由于磨损，只有1～2个不太明显的小棘。自然繁殖幼鱼五行锋利无比的棘与人工培育的形成鲜明的对照。当用手抓鱼时，轻轻地就会被这些棘划破手指，这些锋利的棘对中华鲟幼鱼在逃避敌害的捕食中起到很好的保护作用，提示在人工培养中华鲟幼鱼的过程中，应改善培养条件，使人工增殖放流的中华鲟能够保持锋利的骨板，提高其保护作用和生存能力。