单养条件下雄性中华绒螯蟹摄食行为及其与螯肢关系的研究

庞杨洋，黄根勇，徐敏杰，张 聪，庄 岩，成永旭，杨筱珍

(上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心，农业部淡水水产种质资源重点实验室，上海水产养殖工程技术研究中心，上海海洋大学，上海，201306))

中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)，俗称河蟹，原产于中国，食性是广食性的，不仅摄食藻类、水生植物、底栖动物和人工配合饲料，还喜食螺、蚌、昆虫等，甚至残食同类[1]。在中国，河蟹是重要的水产经济动物，人工养殖河蟹中人工饵料的适口性、新鲜性以及营养丰富度，已基本满足到了河蟹生长发育的需求[1，2]。河蟹对饵料的摄食量等是评价人工饵料好坏的指标之一[3]。现实投喂中养殖者常以饲料占体重的百分比进行投喂，投喂总量占体重的5%～8%左右[4]。

河蟹的摄食主要依靠两只大螯，在甲壳类动物中，动物螯肢的作用不仅在于摄食，还涉及到争夺领地、打斗以及繁殖等行为[5-7]。不同种类的螃蟹，螯肢捕食存在一定的差异，以快速移动的猎物为主的螃蟹通常具有快速但比较弱的螯肢，而那些专门摄食拥有厚重甲壳的软体动物的螃蟹，它们的螯肢速度较慢但力量强大，并且热带地区螃蟹的螯肢比温带地区更有力量[7]。螯肢发育的不同决定了捕食猎物的不同，蓝蟹(Callinectessapidus)与石蟹(Menippeadina)相比，石蟹偏向于选择较大的贻贝作为食物，可能是石蟹拥有更为强壮的螯肢[8]。这可能是因为不同种蟹根据其螯肢的发达程度，为了规避螯肢的损伤从而对不同食物的选择性摄食[8]。还有研究报道，中华绒螯蟹左、右螯肢在捕食中存在差异性，左螯的力量强度大于右螯，另雄蟹的螯长和力量均大于雌蟹且与个体的甲宽呈正相关[9]。有学者证明了蟹甲壳宽与食量相关[10]，显然，河蟹的螯肢在摄食过程中存在重要意义，但缺乏相关研究内容。目前，对于摄食行为的研究在梭子蟹(Portunustrituberculatus)[11]、蓝蟹[8]等中都有所开展，而河蟹中相关报道较少，因此，本研究对单养条件下河蟹摄食行为的初步探索，希望为该物种的摄食行为及生理研究提供基础资料。

1 材料方法

1.1 实验动物

实验所用中华绒螯蟹来自上海海洋大学崇明竖新基地，将蟹在温棚中暂养2 d随机选取12只附肢健全的雄蟹，平均体重(22.54±6.37)g，平均壳宽(36.72±3.43)mm、平均壳长(33.57±3.03)mm以及平均螯长(40.17±4.34)mm。实验前将河蟹转移到长×宽×高=24.5 cm×17.5 cm×16.5 cm的塑料盒中单养，经过充分曝气的自来水淹没塑料盒至10 cm左右处，水体每天更换1/2。

1.2 实验方法

实验蟹在塑料盒中适应2 d后，每天晚上20∶00～21∶00间进行投喂，投喂的食物为中华绒螯蟹商业颗粒饵料(浙江澳华公司，粗蛋白含量≥40.0%，适用于体重小于80 g蟹)，投喂量约为体重的4.44%。摄食1 h后以200目纱网袋用虹吸法收集残饵，采用105 ℃烘箱干燥恒重(食品级纱网耐热温度≥160 ℃)。将(1±0.01)g(W1，n=5)饵料放置含有自来水的塑料盒中1 h，随后用虹吸法吸出饵料并烘干称重(W2)以确定颗粒饵料在水中的溶失量，用溶失率修订获得的残饵量以确定河蟹摄食量。同时，使用高清摄像机(H.264 DVR)对河蟹摄食过程进行录像，录制时间1 h。

1.3 数据处理

计算每天摄食的河蟹占总数的比例，以及连续摄食天数及相应的河蟹比例。

其中：Ct为摄食河蟹只数，Ct′为连续zd及以上摄食河蟹只数；W总t为实验期当天摄食量之和，W总t′为连续zd及以上摄食量之和；RT总t为河蟹当天对饵科的反应时间之和，RT总t′为连续zd及以上河蟹对饵科的反应时间之和。

nχ为使用其中一种取食方式的河蟹数量，n左为使用左螯取食数，n右为使用右螯取食数，n双为使用双螯取食数。

1.4 统计分析

实验所得数据运用SPSS17.0软件进行单因素方差分析，数据采用均数±标准差来表示，P<0.05为差异显著或相关性显著。

2 结果

2.1 摄食河蟹比例、摄食量及摄食反应时间

根据高清摄像头记录的河蟹的摄食情况，发现1至6 d期间当日摄食的河蟹比例分别为50%、50%、67%、50%、50%和42%，摄食河蟹的比例约占总数的50%(图1A)。连续6 d投饵过程中，河蟹出现连续摄食的天数分别为2、3、4、5和6 d，对以上连续摄食不同天数河蟹的比例进行统计后发现，2 d及以上的河蟹比例呈逐渐下降趋势，其占比分别为66.7%、33.3%、25%、16.7%和8.3%(图1B)。

图1 (A)每天摄食河蟹比例，(B)连续摄食两天及以上的河蟹比例Fig.1 (A)The ratio of crabs feed every day(B)The ratio of crabs had continuous feeding 2 d，3 d，4 d，5 d and 6 d

计算得到的溶蚀率为15.94%，据此修订得到，河蟹每天的平均摄食量分别为(0.28±0.02)、(0.46±0.05)、(0.36±0.07)、(0.37±0.10)、(0.35±0.08)和(0.35±0.06)g，约占体重的1.6%，其中第2天的平均摄食量显著高于其它5天(P<0.05)(图2A)。而上述连续摄食不同天数的河蟹平均摄食量分别为，(0.36±0.10)、(0.36±0.11)、(0.36±0.10)、(0.32±0.10)和(0.32±0.10)g，连续摄食不同天数的摄食量之间无显著性差异(图2B)。

图2 (A)河蟹每天的平均摄食量，(B)连续摄食两天及以上的河蟹平均摄食量。不同的字母代表各组间的差异性Fig.2 (A)The average intake of crabs feed every day(B)The average intake of crabs had continuous feeding.Different letters indicate significant differences among different treatment groups

对河蟹在不同条件下的摄食反应时间统计后发现，1至6 d内每天摄食的河蟹对饵料的平均反应时间分别为(48.48±26.79)、(8.45±5.69)、(8.97±7.21)、(14.13±6.48)、(12.53±11.08)和(14.10±6.94)min，其中第1 d河蟹对饵料的反应时间显著高于其它5 d(图3A)。而连续摄食2 d及以上的河蟹对饵料的反应时间分别为(16.39±14.31)、(7.76±4.52)、(9.67±6.87)、(16.91±14.76)以及(25.28±14.60)min，连续摄食2 d的河蟹对饵料反应时间与其余连续摄食天数无显著性差异，但连续摄食3 d的河蟹对饵料的反应时间较连续摄食2 d略有下降，且随后出现逐渐上升趋势，至连续摄食6 d时，河蟹对饵料的反应时间显著高于连续摄食3、4和5 d的反应时间(图3B)。

图3 (A)每天摄食的河蟹对饵料的平均反应时间，(B)连续摄食2天及以上的河蟹对饵料平均反应时间。不同的字母代表各组间的差异性Fig.3 (A)The reaction time to food in feeding every day(B)The reaction time to food in continuous feeding.Different letters indicate significant differences among different treatment groups

2.2 螯肢及其与摄食行为之间的关系

对河蟹左螯、右螯和双螯取食的次数进行统计后发现，河蟹多为用左螯肢或右螯肢取食。用左螯肢取食的平均次数约为3.8次，右螯肢平均取食次数5.1次，左、右螯肢取食的次数分别占总数的41%和55%，无显著性差异(图4)。根据测量出的河蟹螯长与体长，发现两者间存在正相关性且相关性显著(y= 1.4095x-7.145，R2=0.968 3，P<0.01)(图5A)。比较河蟹的右螯和左螯的长度，发现右螯比左螯长的河蟹约占总数的91.67%。摄食河蟹的平均螯长与其在6 d内的平均摄食量之间无明显相关性(y=0.002 5x+0.223，R2=0.114 4)(图5B)。

图4 摄食螯型分布Fig.4 the frequencies of using the right chelate，the left chelate and the double chelates for crabs to feed

图5 (A)螯长和体长相关性分析，(B)螯长与摄食量相关性分析Fig.5 (A)The correlation between the chelate length and body length(B)The correlation between the claw length and the food consumption.

3 讨论

3.1 中华绒螯蟹连续摄食、摄食量和摄食反应时间

在实验条件下，河蟹1～6 d内的摄食比例约占实验动物总数的一半(图1A)，表明河蟹并非每天都摄食。因此建议在实际饲喂期间除根据蟹的体重比例进行投喂，还应考虑据其数量减半的方式投喂，以减少饲料的浪费。同时，连续摄食2 d及以上的河蟹比例呈逐渐下降趋势(图1B)，Martin等[12]对克氏原鳌虾(ProcambarusClarkii)的研究也发现小龙虾不会连续摄食。这可能是由于单一饵料的连续投喂引起的动物饱食效应，连续的饱腹状态会显著抑制食欲，如对新西兰桨蟹(Ovalipescatharus)的研究发现[10]，进食时间越长，蟹的食欲越低，对克氏原鳌虾研究同样发现饱食效应降低了摄食率[13]。在一些鱼类和蟹类中，饱食效应还引起游泳速度的减慢[14-15]。同时由于每天摄食时间仅限于1 h内，存在实验条件限制河蟹摄食的情况。本研究发现，河蟹在第2 天的平均摄食量显著高于其它5 d(图2A)，第1 天的摄食量较低的原因，可能是由于动物初次遇到不同食物表现出的害羞、新颖或风险规避，从而无法识别食物或对低风险环境做出反应，以致减少获取食物的可能[16]，而第3、4、5和6 d摄食量较低，可能是由于出现上述的饱食效应。研究发现在单养条件下河蟹的平均摄食量约占体重的1.6%，徐承旭[4]对池塘养殖河蟹饵料投喂量的描述是约占体重的5%～8%，更早些时候的黄志秋等[17]则提到投饵量占体重的20%左右，池塘养殖的河蟹还摄食除人工饵料外的浮游动植物以及底栖动物等[1]。通过比较可以发现，池塘养殖饵料的投喂量远大于单养条件下河蟹的摄食量。但是对拟穴青蟹(Scyllaparamamosain)的研究发现，单养条件下体质量增长下降，可能是由于受到环境胁迫和人为因素等影响引起的摄食量减少[18]。总之，池塘养殖与室内单养条件存在一定的差异性，因此池塘养殖中颗粒饵料投饵量是否可以进一步降低还需更深入的研究。分析连续摄食不同天数的河蟹，其摄食量之间无明显差异，仅在连续5 d和连续6 d摄食量有所下降(图2B)，可能也是由于连续摄食引起的食欲降低。

本研究发现河蟹摄食过程中第1天对饵料的反应时间显著高于其它几天，连续摄食3 d的河蟹对饵料的反应时间较连续摄食2 d略有下降，但随后逐渐上升，且连续摄食6 d的河蟹对饵料反应时间显著高于连续摄食3、4和5 d(图3B)。对饵料反应时间的变化可能是动物需要一定的时间来适应饵料和环境[16]，对斑点海鳟(Cynoscionnebulosus)的研究发现，人工投喂颗粒饵料的幼鱼相较野生幼鱼首次成功捕食玻璃虾(Palaemonetesspp)需要花费更多的时间[19]，表明环境变化影响动物对食物的反应能力。随后河蟹对饵料的反应时间迅速降低，可能是已适应环境，研究表明，动物识别和捕获食物的能力是具有可塑性的，如油墨可以抑制海兔(Aplysiacalifornica)摄食，但多次接触后，海兔会降低这种摄食抑制[20]，淡水螃蟹(Zilchiopsiscollastinensis)的食性也具备可塑性[21]，因此，当河蟹适应了环境和饵料后，对食物的反应时间可能会发生相应的变化。至于连续摄食不同天数的河蟹反应时间出现先降后升，且连续摄食6 d后反应时间显著升高，除上述河蟹适应环境后可能降低反应时间，出现显著上升的原因可能也是饱食后对饵料的敏感程度降低[10]。

3.2 摄食期间螯肢的选择

对于十足目甲壳动物，螯肢的作用是多功能的，不仅在打斗、交配以及争夺领地等过程中发挥作用，也是摄食的主要工具[9，7，22]。本研究发现，河蟹在摄食过程中使用右螯的次数多于左螯(图4)。对左右螯肢差异研究较多的是招潮蟹(Ucatangeri)，这种生活在潮间带的蟹类，雄蟹拥有两只大小差异明显的螯肢，较小的螯肢用来进食，较大的螯肢用于战斗、威胁对手以及吸引雌蟹等[23]，显然雄性招潮蟹左右螯肢在摄食过程中的作用存在差异性。也有研究报道，中华绒螯蟹左、右螯肢在捕食中左螯的力量强度大于右螯[9]，这种差异可能导致动物在摄食过程中对螯肢的使用有所区别。投喂颗粒饵料使得河蟹不用花费更多的力气去捕食猎物，在自然条件下则相反[1]，而有研究者发现螃蟹能够抓住一个及以上的猎物，但仍然需要第二只爪的帮助才能食用[24]，例如缺少左螯的中华绒螯蟹需要使用附肢来支持摄食行为[9]。因此，在食物资源差异的情况下，河蟹对左、右螯肢的使用差异性需要进一步研究，以确定是否面对较小的惰性饵料时河蟹会使用右螯取食较多，以及面对较大的底栖动物时，其需要双螯配合来获得食物。

3.3 螯肢长与体长及摄食量的关系

我们的研究证实了中华绒螯蟹的螯长与体长存在显著相关性(图5A)，与Wójcik等[9]以及Giosa等[25]对中华绒螯蟹的研究结果类似。这一结果在其它甲壳动物中也被证实，如对岸蟹(Carcinusmaenas)的研究结果表明，其螯长和体宽呈正相关性[26]，而体宽和体长通常存在正相关性[25]。

Lalrinsanga等[27]对罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)的研究也发现雄虾足纲的长度随体长的增加而增加。同时，我们还发现中华绒螯蟹的螯肢长短与摄食量无显著相关性(图5B)，有研究发现一种石蟹(Menippespp)的摄食率与鳌肢损失无关，主要原因可能是其附肢更加有利于摄食[28]。但是也有研究表明，欧洲龙虾(Homarusgammarus)螯肢的畸形可能会影响到摄食以及寻找同伴的能力[29]。对帝王蟹(Paralithodescamtschaticus)的摄食行为观察也发现螯肢越大能破碎更大贻贝的壳，并消耗更多数量的贻贝[30]。因此，螯肢长短与摄食量之间的关系需要进一步研究加以证明。