花鲈早期发育过程的异速生长模式研究❋

王晓龙， 温海深❋❋， 张美昭， 李吉方， 方 秀， 张凯强， 刘 阳， 田 源， 常志成， 汪 晴

(1.海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学), 山东 青岛 266003； 2.福建闽威实业股份有限公司 花鲈育种重点实验室， 福建 福鼎 355200)

异速生长(Allometric growth)最早是由生物学家Huxley[1]等在研究招潮蟹(Ucapugnax)的钳大小随蟹身体变化时提出的。Osse[2]等于1997年提出在鱼类早期发育过程中，身体各部分功能器官生理结构发生剧烈变化，且各部分生长速度不同步。大部分硬骨鱼类具有极其复杂的早期发育和器官分化过程，包括了身体形态、行为方式、机体新陈代谢等方面的变化[3]，机体所发生的各种变化是适应外界恶劣生存环境的结果，在仔鱼的早期发育过程中，与游泳、摄食、呼吸相关的器官通常会快速生长以保证基本的生存所需[4]。目前，国内外许多研究者对不同鱼类的异速生长模式进行了研究报道，如施氏鲟(Acipenserschrenckii)、西伯利亚鲟(Acipenserbaeri)、鮸鱼(Miichthysmiiuy)、鳡(Elopichthysbambusa)、条石鲷(Oplegnathusfasciatus) 等[5-10]，但有关花鲈(Lateolabraxmaculatus)仔鱼的相关研究尚未见报道。

花鲈隶属于鲈形目(Perciformes)鮨科(Serranidae)花鲈属(Lateolabrax)[11]，其主要分布在中国、朝鲜及日本沿海，是一种广温、广盐的浅海内湾凶猛肉食性鱼类，作为我国重要的经济鱼类之一，随着近年养殖规模的不断扩大及苗种的规模化生产迅速发展，苗种培育过程中面临着愈多问题[12]。目前国内外有关花鲈受精卵孵化、胚胎发育、饥饿不可逆点、耐盐性、饥饿及补偿生长等方面已有研究报道[13-15]，而有关花鲈早期发育阶段异速生长模式的研究仍未见报道。本实验通过对花鲈早期阶段异速生长模式的研究，了解器官发育的优先性，掌握各器官在不同发育阶段所起的作用，揭示其在早期生长阶段某些特定行为产生的原因，具有重要的生态学意义，同时为花鲈规模化苗种繁育及养殖提供相应的科学依据和基础理论指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验中所用花鲈仔、稚鱼为北方花鲈亲鱼群体经人工催产、孵化所得。实验在东营市利津县双瀛水产苗种有限责任公司繁育车间内进行。鱼苗孵出后培养在5 m×5 m×1 m的水泥池中，培育条件为水温(22±1)℃，海水盐度为30±2，不间断微充气。培育前期不注水、后期每日注入定量的新鲜海水，水量达到一定程度后再进行循环，4～20日龄投喂强化后的褶皱臂尾轮虫，投喂密度为10个/mL；16～35日龄投喂卤虫无节幼体，投喂密度为5个/mL；30日龄开始投喂配合饲料。

1.2 实验方法

通过光学显微镜和体视镜进行拍照，观察花鲈仔、稚鱼早期形态发育。依据殷名称的方法[16]划分仔稚鱼早期形态的发育阶段，即从破膜的初孵仔鱼至卵黄囊完全被吸收、开始出现鳞片，视为仔鱼期；从鳞片开始出现到全身铺满，视为稚鱼期。实验期间，设置3个平行组，从初孵仔鱼(0日龄)起每日从各平行组中随机取10尾，使用MS-222进行麻醉，再使用解剖镜观察仔稚鱼各器官形态的变化，确定各鳍条和鳍棘的发生时间，使用体视镜连接计算机上图像处理软件TSview7和利用游标卡尺测定其全长(Total length，LT)、体长(Body length，LB)、头长(Head length，LH)、眼径(Eye orbit diameter，DE)、体高(Body depth，DB)、吻长(Snout length，LS)、尾鳍长(Caudal fin length，LC)(见图1)。

(LT：全长，LB：体长，LC：尾鳍长，DB：体高，LS：吻长，DE：眼径长，LH：头长。LT：Total length,LB：Body length,LC：Caudal fin length,DB：Body depth,LS：Snout length,DE：Eye depth,LH：Head length.)

图1 花鲈仔、稚鱼测量指标示意图
Fig.1 Illustration of measurements ofLateolabraxmaculatus

1.3 数据分析

用SPSS 19.0软件分析全长与日龄的关系，选定自由度值(R2)最大的函数关系式作为最佳曲线模式。异速生长模型以幂函数方程表示，即异速生长方程为y=axb形式。式中y为其他器官长度；x为全长；a为y轴截距；b为异速生长指数；当b<1时为慢速增长，即器官的生长速度慢于全长；当b=1时为等速生长，此时仔、稚鱼器官的生长与全长等速增长；当b>1时为快速生长，此时器官的生长速度要快于全长增长。生长模型中若存在不同生长阶段，则以拐点分开，两个不同的生长阶段采用不同的方程表达：y=a1xb1，y=a2xb2。式中，a1、a2为y轴截距；b1，b2为不同阶段的异速生长指数，通过协方差分析比较回归系数差异显著性，检测2个b值是否有显著性差异。用SPSS 19.0统计软件对模型进行线性回归参数拟合，并配合使用OriginPri8.0进行分段回归模型拟合，以决定系数R2最大和残差平方和最小作为曲线拟合标准，求得拐点值，使用SPSS19.0统计软件对参数进行显著性检验，p<0.05表示具有显著性差异，指标的测量数值用平均数±标准差表示。

2 结果

2.1 全长与日龄的函数关系

花鲈早期发育阶段仔、稚鱼全长与日龄的相关关系符合三次函数曲线方程：LT=0.000D3-0.013D2+0.347D+3.258，R2=0.984，D为日龄，拟合效果较好(见图2)。花鲈初孵仔鱼全长为(3.63±0.11)mm，33日龄时全长达到(13.95±0.48)mm，平均生长速率为0.313 mm/d。

图2 花鲈日龄与全长的拟合曲线Fig.2 Fit curves between total length and days

2.2 花鲈仔、稚鱼各器官的异速生长

2.2.1 花鲈身体部分的异速生长 头长(见图3a)的生长拐点出现在15日龄[TL:(6.88±0.15)mm]，异速生长指数为1.718(p<0.05)，生长速率快于全长，表现为快速生长；15～33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)，异速生长指数为0.645(p<0.05)，表现为慢速生长。

体高(见图3b)的生长拐点出现在25日龄(TL:(9.71±0.18)mm)，异速生长指数为2.000(p<0.05)，生长速率快于全长，表现为快速生长；25～33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)，异速生长指数为1.097(p>0.05)，表现为等速生长。

体长(见图3c)从初孵仔鱼((3.63±0.11)mm)到33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)呈现出异速生长状态，异速生长指数为0.837(p<0.05)，生长速率慢于全长生长速率，表现为慢速生长，数据表明在前33日龄中没有出现生长拐点。

2.2.2 花鲈头部器官的异速生长 眼径(见图3d)从初孵仔鱼((3.63±0.11)mm)到33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)呈现出等速生长状态，生长指数为0.991(p<0.05)，数据显示在前33日龄中没有出现生长拐点。

吻长(见图3e)的生长拐点出现在23日龄(TL:(8.82±0.37)mm)，异速生长指数为2.183(p<0.05)，生长速率快于全长，表现为快速生长；23～33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)，异速生长指数为0.881(p<0.05)，表现为慢速生长。

2.2.3 花鲈游泳器官的异速生长 尾鳍长(见图3f)的生长拐点出现在18日龄(TL:(7.45±0.22)mm)，异速生长指数为4.033(p<0.05)，生长速率快于全长，表现为快速生长；23～33日龄(TL:(13.95±0.48)mm)，异速生长指数为1.029(p>0.05)，表现为等速生长。

图3 花鲈各功能器官与全长的异速生长关系Fig.3 Allometric growth of selected organs related to the total length of Lateolabrax maculatus

3 讨论

鱼类在早期发育阶段，容易遭受外界环境影响，其生存能力与饥饿和捕食者密切相关，对大多数硬骨鱼类而言，为增强摄食与躲避敌害的能力，会优先发育有利于提高存活率的功能器官，呼吸、游泳、摄食、消化等功能器官在仔、稚鱼期间会快速生长以适应外界的恶劣生存环境，这种重要功能器官优先发育的发育策略是基因表达与生存环境共同作用的结果，是鱼类为保证种群繁衍经过长期自然选择而保留下的种群生存策略。

3.1 身体各部分的异速生长

国内外许多研究指出，在鱼类的早期发育阶段普遍存在头部优先发育的现象，头部的优先发育能够为脑、口咽腔、鳃、眼睛等提供足够的生长发育空间，这些器官的发育程度直接关系到仔鱼呼吸、视觉、消化等系统的完善，在仔鱼的早期生长阶段具有重要作用，在施氏鲟(Acipenserschrenckii)[5]、条石鲷(Oplegnathusfasciatus)[5]、斑带副鲈(Paralabraxmaculatofasciatus)[6]、鮸(Miichthysmiiuy)[7]、西伯利亚鲟[9](Acipenserbaeri)、许氏平鮋(Sebastesschlegelli)[18]等鱼类中都已观察到头部优先发育的现象。在本试验中，花鲈自初孵仔鱼至15日龄的生长过程中，头长的异速生长模式一直表现为快速生长，与上述的研究结果相一致，说明了花鲈仔鱼通过头部的快速生长来保证头部各功能器官(摄食、呼吸等器官)的发育与完善，对其在早期阶段适应外部恶劣环境，获得最佳生态位提供了重要保证。同时，在本实验中，体长相对于全长一直呈现出慢速生长状态，体长的慢速生长可能主要归结于躯干部的慢速生长，在花鲈仔鱼的早期发育过程中肌节、骨节的发育与完善并不占主要地位，这也使得头部与尾部间的距离相对减少，利于仔鱼的运动功能的完善，这对游泳器官处于发育初期的仔鱼而言有重要意义，能帮助仔鱼更好的适应生存环境。体高在25日龄前相对全长呈快速生长态势，后期进入趋于同全长等速生长的发育阶段，花鲈仔、稚鱼体高的快速生长可能与消化系统的快速发育有关，花鲈初孵仔鱼从卵黄囊的内源性营养过渡到外源性营养阶段，需要仔鱼提升消化能力，以适应饵料系列的转变，从而保证机体正常的生理功能。这与斑带副鲈[17]、美洲鲥鱼[4]等的研究相一致。消化系统内各脏器的快速增大，如胃肠道的增大、鳔的充气等，都会明显促进体高的快速生长。

3.2 头部器官的异速生长

为保证仔鱼能够从外界摄取充足的饵料物质，满足自身营养需求，口的快速发育直接关系到仔、稚鱼摄食能力的强弱。Gisbert等[3]研究认为，初孵仔鱼开口后，从内源性营养到混合营养期再到外源性营养期的过渡阶段，仔鱼从外界摄取食物的压力随着内源性卵黄囊营养的缺少而逐渐增大，口会持续生长，以适应不同大小的食物。口的生长发育主要体现在口宽、吻长这两方面，本实验中，花鲈仔鱼吻长的生长拐点出现在23日龄，拐点后呈现为慢速生长，与美洲鲥鱼的生长拐点相同[4]，比许氏平鮋的拐点时间(22日龄)稍微拖后[18]。在经过一系列的饵料转变，花鲈仔鱼获得了最适的营养源后，在23日龄以后吻长相对于全长变为慢速生长，这说明吻长已结束了优先发育阶段，进入次要发育阶段。许多其他硬骨鱼类的研究也表明，在功能器官完成优先发育后，会进入同全长等速或慢于全长发育速度的生长阶段。可以看出花鲈仔鱼在23日龄时，口的发育已较为完善成熟，具有较强的摄食能力。视觉在鱼类生长发育的早期阶段具有重要作用，良好的视觉能帮助仔鱼提高摄食效率、降低被捕食几率、增加存活率，因此眼应属于鱼类最早发育完善的器官之一。在条石鲷[10]、美洲鲥鱼[4]、鮸[7]、西伯利亚鲟[6]的早期发育阶段中均观察到了眼快速生长发育的现象，不同鱼类生活习性、初始发育状态不同，其眼快速生长阶段持续的时间亦差别较大，美洲鲥鱼在4日龄以前便完成了快速生长，而斑石鲷(Oplegnathuspunctatus)[19]一直持续到22日龄，而许氏平鮋从孵出后，眼径就处于慢速生长的状态[18]。在本实验中，花鲈仔、稚鱼眼一直处于等速生长状态，与上述研究结果不同，这符合不同鱼类眼发育存在差异性的特点，眼的等速生长说明花鲈仔稚鱼视觉器官的发育程度与整体保持一致，可能是由于花鲈仔稚鱼不需要在短时间内快速完善视觉功能，同时也没有呈现出类似于卵胎生的许氏平鮋仔鱼的负异速生长状态，眼的正常发育能够保证花鲈仔稚鱼的基本需求，获取食物、躲避敌害。

3.3 游泳器官的异速生长

鱼类早期发育过程中，游泳能力的完善直接关系到仔、稚鱼主动摄食、躲避敌害的能力，能够使仔、稚鱼以最低的能量消耗通过有效的运动方式来达到利益的最大化，这是鱼类在自然选择过程中的适应性变化。花鲈的早期游泳模式为阵发性游泳并伴随较长时间的间歇期，与游泳相关的器官主要为各鱼鳍，其中尾鳍最为重要。刚孵出的花鲈仔鱼只能依靠尾鳍做不规则运动，主要集中于水体的中上层，且不具备平游能力。在本实验中花鲈仔、稚鱼尾鳍的生长拐点出现在18日龄，18日龄前为快速生长状态，18日龄后为等速生长状态，尾鳍的异速生长指数远高于其他的测定器官，说明游泳功能的完善在花鲈早期发育阶段中起到了重要作用，尾部生长拐点出现的日龄与头部(15日龄)相接近，这也说明了游泳功能与摄食功能间存在着较大的相关性，仔鱼游泳能力的提升能提高其摄食效率，保证生长发育所需营养物质与能量消耗，继而反作用于游泳器官的发育与完善。

4 结语

通过对花鲈仔、稚鱼的研究表明，与仔、稚鱼运动和摄食相关的部分功能器官优先发育，表现出了异速生长现象，不同功能器官的生长拐点不尽相同，更加体现了仔、稚鱼对外界环境的适应性生长策略，这有利于其躲避敌害，提高摄食能力。因此，在花鲈苗种培育生产中，应通过对生长拐点的把握，不断完善饵料系列，确保在短时间内为重要功能器官的优先发育提供营养保证，提升花鲈仔、稚鱼的生存能力，既而提高鱼苗成活率。