极北鲵无冬眠饲养生长发育规律研究

龙章巍 ，王岩 ，朱洪强 ，毛之夏 ，蔡凤坤 ，兰家宇

（1.海南鹦哥岭省级自然保护区，海南白沙 572800；2.吉林农业大学中药材学院，吉林长春 130118；3.中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春 130102；4.吉林省长白山科学研究院，吉林安图 133613；5.中国野生动物保护协会，北京 100714）

极北鲵（Salamandrella keyserlingii）隶属两栖纲、有尾目、小鲵科、极北鲵属，大部分栖息在东北地区的高寒地带[1～3]。极北鲵成体可以入药，具祛风通络的功效，该物种已被列入“三有名录”，在《中国脊椎动物红色名录》中被评为无危（LC）物种[4～6]。栖息于野生环境[7～10]中的极北鲵具有冬眠习性，每年9月末至次年4月初是其冬眠期[11～12，26]期间生命活动处于极度降低的状态。无冬眠饲养试验开始前，通过人工模拟为极北鲵陆地生活期的生境制作玻璃恒温生态饲养缸，让极北鲵于冬眠期置于玻璃恒温生态饲养缸中进行无冬眠饲养[13～15]，打破其冬眠习性。

该研究于2016年11月至12月，通过在玻璃恒温生态饲养缸开展极北鲵无冬眠饲养试验，探讨极北鲵于冬眠期在人工条件下无冬眠饲养的生长发育规律[16～18]。并在试验过程中通过投喂不同种类的饲料[19～0]，探讨不同饲料对极北鲵无冬眠饲养生长发育规律的影响。通过比较极北鲵无冬眠饲养与陆地生活期饲养的生长发育规律，探讨极北鲵在无冬眠饲养条件下的生长发育规律与陆地生活期饲养的异同。

1 材料与方法

1.1 试验动物与设备

进行极北鲵无冬眠饲养试验的实验动物来源均与进行极北鲵陆地生活期饲养试验相同。在进行试验前，于2016年10月进行充分的无冬眠适应性饲养。

试验设备包括：

（1）玻璃恒温生态饲养缸：透明玻璃缸（60cm×30cm×30cm）。

（2）加氧泵（松宝 SB-988，220 V，12 W）：保持生态饲养缸内的湿度，促进空气流通。

（3）陶瓷加热器（Rep－Shop，220 V，25 W）：保持玻璃恒温生态饲养缸内的温度。

（4）电子控温器（LUEABB，SM6）：保持玻璃恒温生态饲养缸内的温度在设定的范围内。

（5）游标卡尺：测量极北鲵体尺特征值。

全长：首尾的长度（mm）；

体长：头部最后端至泄殖孔最后端的长度（mm）；

尾长：泄殖孔最后端至尾部最后端的长度（mm）。

（6）高精密电子天平（300g/0.01 g）：测量极北鲵体重。

1.2 试验设计及饲养条件

极北鲵幼体与成体在试验开始前的适应阶段均投喂红线虫[21～22]，在进行充分的无冬眠适应性饲养后，于2016年11月1日至12月20日开展极北鲵幼体与成体无冬眠饲养试验。试验期间分为五个饲养周期，每10d为一个饲养周期。将体态均匀且健康的极北鲵幼体与成体随机分成四组：

冬幼体（摇）：50只体态均匀且健康的极北鲵幼体，饲养密度为278只/m2，食物始终设置为摇蚊幼虫；食物始终设置为黄粉虫幼虫；

冬幼体（黄）：50只体态均匀且健康的极北鲵幼体，饲养密度为278只/m2，食物始终设置为黄粉虫幼虫；

冬成体（摇）：30只体态均匀且健康的极北鲵成体，饲养密度为167只/m2，食物始终设置为摇蚊幼虫；

冬成体（黄）：30只体态均匀且健康的极北鲵成体，饲养密度为167只/m2，食物始终设置为黄粉虫幼虫。

四组极北鲵分别置于四个相同型号的玻璃恒温生态饲养缸中进行无冬眠饲养试验。于每天清晨和下午各投喂一次，每次投喂食物的时间保持一致，投喂量以采食后2h有少许残饵为标准，残饵及时捞出。

玻璃恒温生态饲养缸中按面积比例1：3分为水环境和陆地环境。水环境水深保持在1.5cm左右，加氧泵末端始终置于水下，以保持生态饲养缸内的湿度和空气流通。陆地环境由砂石混合而成，分为隐蔽区和采食区，隐蔽区由树叶和石块构成，采食区位于陆地区域中心处，用塑料薄膜铺在凹型且稍低于四周陆地的砂石上，采食区被隐蔽区三面环绕且一面临水，有利于极北鲵的采食、游泳和隐蔽休息。玻璃恒温生态饲养缸内气温保持在16℃～18℃，水温保持在16℃～17℃，pH值保持在7.0左右。

1.3 数据处理

从极北鲵幼体与成体开始无冬眠饲养试验的第一天起，每一个饲养周期最后一天上午投喂前进行测量。利用电子天平测量各组极北鲵不同饲养周期的体重，精确到0.01g，使用游标卡尺测量对应饲养周期极北鲵的全长、体长和尾长，精确到0.01mm，每次随机抽取25只极北鲵进行测量。利用Excel对数据进行处理，利用SPSS23.0软件进行分析。体重与全长、体长、尾长建立多元线性回归方程，回归分析方法选用逐步回归。

2 结果与分析

2.1 极北鲵无冬眠饲养体重变化

各组极北鲵在无冬眠饲养的各个周期中正常采食，体重均有所增长。极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均体重见表1。结果表明，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体第五周期体重分别是第一周期的1.77倍和1.88倍；冬成体（摇）组和冬成体（黄）组极北鲵成体第五周期体重分别是第一周期的1.23倍和1.26倍。极北鲵无冬眠各饲养周期体重变化见图1，结果显示，极北鲵幼体与成体在无冬眠饲养试验期间，各组极北鲵体重均随时间的推移而增长，各组体重增长速度较为稳定，且冬幼体（黄）组在各个周期的体重均大于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组在各个周期的体重均大于冬成体（摇）组。

由此可见，极北鲵幼体在无冬眠饲养期间体重的增长速度大于极北鲵成体，极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下体重的增长量比投喂摇蚊幼虫大，且极北鲵在无冬眠饲养期间体重增长速度较为稳定。

表1 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均体重Tab.1 Average weight of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period单位：(g)

图1 极北鲵无冬眠各饲养周期体重变化Fig.1 Weight changes of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period

2.2 极北鲵无冬眠饲养体重分布

2.2.1 极北鲵幼体无冬眠饲养体重分布

无冬眠饲养试验中第五周期是无冬眠饲养试验的最后时期，对冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体第五周期的体重分布进行比较，可分析极北鲵幼体在无冬眠饲养期间体重的变化规律和两种不同饲料投喂效果的差异。极北鲵幼体无冬眠饲养第五周期体重分布见图2，由极北鲵幼体无冬眠饲养第五周期体重的分布情况可发现，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体体重均集中分布于3.00～4.00g，冬幼体（摇）组极北鲵幼体在此体重区间内的个体数量占组内个体的72.0%，冬幼体（黄）组极北鲵幼体在此体重区间内的个体数量占组内个体的76.0%。冬幼体（摇）组极北鲵幼体有20.0%的个体体重在4.00g以上。冬幼体（黄）组极北鲵幼体有20.0%的个体体重在4.00g以上，其中有4.0%的个体体重达到5.00～5.50g。而冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的极北鲵幼体分别有8.0%和4.0%的个体体重仅达到2.50～3.00g。

由此可见，极北鲵幼体在无冬眠饲养条件下体重分布呈正态分布，符合自然规律。冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体体重分布之间的差异表明，极北鲵幼体在投喂黄粉虫幼虫条件下的体重增长量比投喂摇蚊幼虫大。

图2 极北鲵幼体无冬眠饲养第五周期体重分布Fig.2 The weight distribution of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii larvae in fifth period

2.2.2 极北鲵成体无冬眠饲养体重分布

无冬眠饲养试验中第五周期是无冬眠饲养试验的最后时期，对冬成体（摇）组和L组极北鲵成体第五周期的体重分布进行比较，可分析极北鲵成体在无冬眠饲养试验期间体重的变化规律和两种不同饲料投喂效果的差异。极北鲵成体无冬眠饲养第五周期体重分布见图3，由极北鲵成体无冬眠饲养第五周期的体重分布情况可发现，冬成体（摇）组极北鲵成体体重集中分布于6.50～7.50 g，在此体重区间内的个体数量占组内个体的72.0%。冬成体（黄）组极北鲵成体体重集中分布于7.00～8.00 g，在此体重区间内的个体数量占组内个体的68.0%。冬成体（摇）组极北鲵成体有8.0%的个体体重在7.50g以上。冬成体（黄）组极北鲵成体有36.0%的个体体重在7.50g以上，其中有8.0%的个体体重达到8.00～8.50g。而冬成体（摇）组的极北鲵成体有8.0%的个体体重仅达到5.50～6.00g。

由此可见，极北鲵成体在无冬眠期饲养条件下体重分布呈正态分布，符合自然规律。冬成体（摇）组和冬成体（黄）组极北鲵成体体重分布之间的差异表明，极北鲵成体在投喂黄粉虫幼虫条件下的体重增长量比投喂摇蚊幼虫大。

图3 极北鲵成体无冬眠饲养第五周期体重分布Fig.3 The weight distribution of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii adults in fifth period

2.3 极北鲵无冬眠饲养体尺变化

2.3.1 极北鲵无冬眠饲养全长变化

极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均全长见表2，结果表明，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体第五周期全长分别是第一周期的1.26倍和1.28倍；冬成体（摇）组和冬成体（黄）组极北鲵成体第五周期全长分别是第一周期的1.03倍和1.04倍。极北鲵无冬眠饲养各饲养周期全长变化见图4，结果显示，极北鲵幼体与成体在无冬眠饲养试验期间，各组极北鲵全长均随时间的推移而增长，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的体长增长速度明显大于冬成体（摇）组和冬成体（黄）组。而且，极北鲵各个周期全长的平均值均是冬幼体（黄）组大于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组大于冬成体（摇）组。

由此可见，极北鲵幼体在无冬眠饲养期间全长的增长速度大于成体，极北鲵成体全长增长速度较缓慢。极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下全长的增长速度比投喂摇蚊幼虫快。极北鲵在无冬眠饲养期间全长的增长速度较为稳定。

表2 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均全长Tab.2 Average full-length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period单位：mm

图4 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期全长变化Fig.4 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii full-length changes in different raise period

2.3.2 极北鲵无冬眠饲养体长变化

极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均体长见表3，结果表明，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体第五周期体长分别是第一周期的1.26倍和1.29倍；冬成体（摇）组和冬成体（黄）组极北鲵成体第五周期体长分别是第一周期的1.02倍和1.03倍。极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体长变化见图5，结果显示，极北鲵幼体与成体在无冬眠饲养试验期间，各组极北鲵体长随时间的推移而增长，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组体长的增长速度明显大于冬成体（摇）组和冬成体（黄）组。而且，极北鲵各个周期体长的平均值均是冬幼体（黄）组大于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组大于冬成体（摇）组。

由此可见，极北鲵幼体在无冬眠期饲养期间体长的增长速度大于成体。极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下体长的增长速度比投喂摇蚊幼虫快。极北鲵成体体长增长缓慢。

表3 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均体长Tab.3 Average body length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period单位：mm

图5 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体长变化Fig.5 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii body length changes in different raise period

2.3.3 极北鲵无冬眠饲养尾长变化

极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均尾长见表4，结果表明，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体第五周期尾长分别是第一周期的1.31倍和1.42倍；冬成体（摇）组和冬成体（黄）组极北鲵成体第五周期尾长分别是第一周期的1.05倍和1.09倍。极北鲵无冬眠饲养各饲养周期尾长变化见图6，结果显示，在极北鲵幼体与成体在无冬眠期饲养试验期间，各组极北鲵尾长均随时间的推移而增长，冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组尾长的增长速度明显大于冬成体（摇）组和冬成体（黄）组。而且，极北鲵各个周期的尾长均是冬幼体（黄）组大于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组大于冬成体（摇）组。

由此可见，极北鲵幼体在无冬眠饲养期间尾长的增长速度大于成体，极北鲵成体尾长增长缓慢。极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下尾长的增长速度比投喂摇蚊幼虫快。

表4 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期平均尾长Tab.4 Average tail length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period单位：mm

图6 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期尾长变化Fig.6 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii tail length changes in different raise period

2.4 极北鲵无冬眠饲养生长率

2.4.1 极北鲵无冬眠饲养绝对生长率

由于没有测量无冬眠饲养试验第一周期开始前的各组极北鲵的体重，无法得到无冬眠饲养第一周期各组极北鲵的绝对生长率。极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体重绝对生长率见图7，结果显示，各组极北鲵绝对生长率均有随时间推移而出现先上升后下降的走势，于第三周期各组绝对生长率达到最大值。冬幼体（黄）组的绝对生长率在各饲养周期均高于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组的绝对生长率除了在第四周期，其余周期均高于冬成体（摇）组。冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组在各饲养周期的绝对生长率基本上都大于冬成体（摇）组和冬成体（黄）组。可见，极北鲵在无冬眠饲养各饲养周期的体重绝对生长率有先变大后变小的起伏变化，第三周期是极北鲵体重绝对增长率最大的时期，极北鲵幼体在无冬眠饲养期间体重的绝对增长率大于成体，极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下个体的绝对生长率高于投喂摇蚊幼虫。

图7 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体重绝对生长率Fig.7 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii weight absolute growth rate in different raise period

2.4.2 极北鲵无冬眠饲养相对生长率

极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体重相对生长率见图8，结果显示，各组极北鲵相对生长率均有随时间推移呈现先上升后下降的走势，各组相对生长率于第三周期达到最大值。冬幼体（黄）组的相对生长率在各饲养周期均高于冬幼体（摇）组，冬成体（黄）组的相对生长率除了在第四周期，其余周期均高于冬成体（摇）组。冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组在各饲养周期的相对生长率均大于冬成体（摇）组和冬成体（黄）组。说明极北鲵在无冬眠饲养期间生长强度具有随时间推移而先增强后减弱的变化规律，且第三周期生长强度最大，期间极北鲵幼体的生长强度大于极北鲵成体，极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下个体的生长强度大于投喂摇蚊幼虫。

图8 极北鲵无冬眠饲养各饲养周期体重相对生长率Fig.8 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii weight relative growth rate in different raise period

2.5 极北鲵无冬眠饲养体重与体尺的关系

2.5.1 极北鲵无冬眠饲养体重与体尺的相关性

表5 极北鲵幼体无冬眠饲养的体重与体尺的各项指标的相关性Tab.5 Analysis on correlation of body weight and body measurements of no hibernation feeding SSalamandrella keyserlingii larvae

极北鲵幼体无冬眠饲养的体重与体尺的各项指标的相关性见表5。对极北鲵无冬眠期饲养的体重及体尺的各个指标之间的相关性进行Spearman相关矩阵分析，分析结果显示，极北鲵在无冬眠饲养期间体尺的各个指标之间存在极强的相关性（P＜0.01）。极北鲵的体重与体尺的各项指标相互之间也存在极强的相关性，极北鲵的体重与全长的相关性最强，第二是全长和尾长，第三是全长和体长。

2.5.2 极北鲵无冬眠饲养投喂不同饲料体重及体尺指标差异

无冬眠饲养试验中极北鲵幼体分为冬幼体（摇）组组和冬幼体（黄）组，两组分别投喂摇蚊幼虫和黄粉虫幼虫。对冬幼体（摇）组组和冬幼体（黄）组极北鲵幼体各饲养周期的体重及各个体尺的指标进行差异显著性分析，极北鲵幼体无冬眠饲养各周期的体重及体尺的各项指标差异性见表6，分析结果显示：冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的体重于第二周期、第三周期、第四周期和第五周期差异显著（P＜0.05）；冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的全长于第三周期差异显著（P＜0.05）；冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的体长于第二周期、第三周期和第四周期差异显著（P＜0.05），且于第四周期差异极显著（P＜0.01）；冬幼体（摇）组和冬幼体（黄）组的尾长于第三周期和第四周期差异极显著（P＜0.01），另外三个饲养周期差异不显著。冬幼体（黄）组极北鲵幼体的体重于各饲养周期均比冬幼体（摇）组重，分析结果显示两组间体重的差异显著（P＜0.05）。

表6 极北鲵幼体无冬眠饲养各周期的体重及体尺的各项指标差异性Tab.6 Analysis on significance of body weight and body measurements of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii larvae in different raise period

2.5.3 极北鲵无冬眠饲养体重与体尺回归方程

回归方程计算过程中各个方程的系数见表7。在极北鲵无冬眠饲养的实验结果中舍弃变量体长之后，模型1中仅有极北鲵的全长作为变量的回归方程y=-19.259+5.278x，其中复相关系数R的值是0.819，这表明极北鲵的全长与体重之间的线性相关密切；R2的判断系数是0.758，这说明极北鲵全长的变异在其体重变异种占有较大的比例，然而它会因加入回归方程的自变量数量的增多而变大；消除自变量数量对判定系数的干扰可通过对R2的校正，校正R2的判定系数是0.737。模型2是最后确认的极北鲵全长回归方程，Y=-19.128+3.536X+1.238Z，复相关系数R值是0.826，R2的判定系数是0.747，校正R2的判 定系数是0.778，所建模型模拟的结果比较合理。

表7 回归方程计算过程中各个方程的系数Tab.7 Equation parameters in regression

极北鲵无冬眠饲养体重的标准化预测值和学生化残差见图9，结果显示，极北鲵体重的大多数观测值随机的散落在垂直范围（-2，2）的区间中，极北鲵体重的预测值和学生化残差两者之间没有明显的相关性，回归方程满足线性和方差齐性的假设，而且它们之间的拟合程度较高。

图9 极北鲵无冬眠饲养体重的标准化预测值和学生化残差Fig.9 Regression standardized predicted and Studentized Residual of weight of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii

3 讨论

极北鲵无冬眠饲养试验的结果表明，无冬眠饲养过程中的极北鲵幼体的体重、全长、体长和尾长的生长速度均比成体快，极北鲵在投喂黄粉虫幼虫条件下的生长速度比投喂摇蚊幼虫快。可见，极北鲵幼体在无冬眠饲养过程中保持其在陆地生活期的生长发育趋势，继续通过采食摄取能量来进行体重、体尺和器官的生长发育；极北鲵成体在无冬眠饲养过程中依旧保持着体重和体尺缓慢而稳定的增长。说明在玻璃恒温生态饲养缸中可以打破极北鲵的冬眠习性[23～25]，极北鲵冬季在人工提供适宜的温度、湿度和正常的光照强度环境中可以继续生长发育，这充分证明了极北鲵生活习性的可塑性[26]。极北鲵在无冬眠饲养期间生长强度具有先增强后减弱的变化过程，在此期间除光照因素外其他生态因子基本保持相对稳定状态，这种变化与水生动物因光照周期的变化而引起生理过程发生变化的原因相似[27～28]，可能都与光照周期变化有关。

极北鲵在无冬眠饲养条件下体重和体尺的各项指标之间、体尺的各项指标之间的相关性显著，通过多元线性回归分析建立极北鲵无冬眠饲养期间体重和体尺的指标之间的最优回归方程是 Y=-19.128+3.536X+1.238Z (R=0.826，R2=0.747， 校 正R2=0.778)，可为极北鲵人工饲养及进一步研究提供参考依据。

在人工条件下开展对极北鲵的无冬眠饲养是现实可行的，在无冬眠饲养过程中为极北鲵投喂的饲料在蛋白质含量达到极北鲵需求的基础上，合理增加饲料中的脂肪和能量含量，对极北鲵幼体的生长发育具有极大促进作用，进而可以缩短其饲养周期；能让极北鲵成体在下一年繁殖期到来之前准备更充足的能量；这与提高人工养殖林蛙越冬存活率的原理相近[29～30]，通过提高体内脂肪的存储量，也可以提高极北鲵越冬的存活率。但是极北鲵的冬眠习性是否是其为繁殖期前所必须的生命过程，无冬眠饲养是否会对极北鲵成体第二年的繁殖造成影响以及会造成何种影响，这些疑问需要进一步开展试验加以验证。