不同光照时间对东北林蛙生长发育的影响

郭琼瑶，于 淋，赵玉敏，郑博文，张力凡

(通化师范学院，吉林通化 134002)

东北林蛙(Ranadybowskii)，属两栖纲(Amphibia)、无尾目(Anura)、蛙科(Ranidae)、蛙属(Rana)，主产于中国黑龙江、吉林、辽宁三省，为国家二级保护动物，其雌性的输卵管干制品也叫林蛙油，称哈蟆油[1-3]，是滋补佳品。东北林蛙是一种珍贵的两栖类动物，集食、药、补于一体，具有很高的经济价值[4]和良好的发展前景。其实，早在清朝时期林蛙就已经得到了极大的开发利用，具有很高的地位，是“八珍”之首、“四大山珍”之一，甚至还出口海外。目前，也有关于林蛙的蝌蚪、幼蛙和成蛙的养殖相关方面的报道。2007年邓秋香等[5]研究了光照强度对中国林蛙幼蛙的影响，通过幼蛙培育箱，在恒温下用七组不同光照强度对每箱幼蛙的平均体重、平均体长及运动能力等方面进行记录，明显可见光照过低、过高，都会使林蛙的跳动次数减少，死亡率大大增加。2016年林远锋[6]在东北林蛙蝌蚪的控光饲养技术研究中，对不同的光照强度对蝌蚪体重的影响方面进行了探究，结果说明光照强度过高或过低都会使蝌蚪的体重下降，影响蝌蚪的变态所需时间及成活率。

近年来，随着自然环境的恶化，人们发现东北林蛙具有巨大的宝贵价值和很大的市场潜力，开始对东北林蛙进行过度捕捉，这也导致了野生东北林蛙资源日益减少，甚至还被列为易危物种。因此，如何大规模人工养殖东北林蛙是必须要探索的问题。该研究通过参考大量关于光照对东北林蛙生长发育影响的文献，在室内进行东北林蛙养殖实验，探索最适于东北林蛙生长发育的光照时间，为林蛙养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试动物：东北林蛙蛙卵，2021年4月初取于通化市东昌区通化师范学院大棚。

1.1.2 实验仪器：主要为显微镜、显微摄影系统、塑料盒、电子秤、量筒、尺子、定时器、台灯、锡纸、遮光帘。

1.2 方法

随机取早6：00到8：00刚刚产出的东北林蛙卵，将其放置在显微镜下进行观察，此时蛙卵大都处于受精的单细胞状态，经过静置，待蛙卵横列纵列达到8细胞以上时，利用鱼线切割法将大团的蛙卵分成小团，每团10粒左右，然后将所有的蛙卵混合，保证所取样品减少亲本个体差异。将蛙卵平均分为八组，每组选取300个，对其进行遮光或光照处理，放置在同一个室内，以保证温度影响波动最小。设置4hrs为光照时间梯度，依次为全天无光照，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs、20hrs、全天光照和正常光照8个实验组，将蛙卵放进盒内并进行标记。利用台灯延长光照时间，通过使用定时器将光照20hrs设置光照4hrs，全天光照组设置光照8hrs。当蝌蚪达到光照时间时，将装有东北林蛙的盒子用锡纸包裹，放至棕色箱，并用遮光帘遮挡进行暗处理。

在分组后，记录不同光照时间下，每组蝌蚪的孵化率、成活率、平均体积、平均质量以及体长，作为初始数据。从蛙卵孵化成蝌蚪开始，每隔4d对林蛙的体重、体积和体长进行记录，记录蝌蚪变态过程中长出前肢、后肢和完全变态发育成幼蛙的时间。后期由于幼蛙体质较弱，且较为活泼，极难测量，并未对其进行数据记录。

蝌蚪体重测量方法：去除蝌蚪体表水分，放至已经在电子秤上去皮的盒内，计算各组平均体重。

蝌蚪体长测量方法：每组随机取蝌蚪6只，计算蝌蚪头部到尾端的平均距离。

蝌蚪体积测量方法：将装有20mL水的量筒内放入25只蝌蚪，计算出增加的体积，求出蝌蚪的平均体积。

1.3 数据处理

该实验所获得的实验数据均用Excel软件进行统计分析。

2 实验结果

2.1 不同光照时间对蝌蚪孵化率的影响

由图1可知：光照时间对蝌蚪孵化率影响较大，尤其是对全天无光照和全天光照，其孵化率最低。与正常光照组对比，孵化率均有所降低，孵化率依次为正常光照组>光照16hrs>光照12hrs>光照20hrs>光照8hrs>光照4hrs>光照16hrs>全天无光照。但由于需要将蛙卵进行分组，对蛙卵进行捕捉，会对蛙卵造成损伤，进而影响其孵化率，所以该组数据并不完全精准，具有偶然性。

图1 不同光照时间对蝌蚪孵化率的影响

2.2 不同光照时间对蝌蚪体重的影响

由表1可知：光照时间过长或者过短都会对蝌蚪体重造成明显的变化。经过32d对蝌蚪的养殖，光照8hrs的蝌蚪体重和光照时间为20hrs的蝌蚪体重小于正常光照时间下的蝌蚪体重，说明这两组不利于蝌蚪的生长；光照16hrs的蝌蚪体重与正常光照时间下的蝌蚪体重相似，没有太大差距；其余几组的蝌蚪体重均大于正常光照时间下的蝌蚪体重，其中，光照4hrs体重增加较为缓慢，全天无光照组体重增加最为迅速，其次2组体重增加速度依次为光照12hrs、光照24hrs，且在光照12d以后，蝌蚪体重明显增加的速度变快。

表1 不同光照时间对蝌蚪体重的影响/g

2.3 不同光照时间对蝌蚪体积的影响

由表2可知：光照时间对蝌蚪体积影响较大，光照时间过长或者过短都会对蝌蚪体积造成变化。经过32d对蝌蚪进行的养殖，光照8hrs的蝌蚪体积光照时间和20hrs的蝌蚪体积小于正常光照时间下的蝌蚪体积；光照16hrs的蝌蚪体积与正常光照时间下的蝌蚪体积相似，没有太大差距；其余几组的蝌蚪体积均大于正常光照时间下的蝌蚪体积．其中，相对于正常光照时间下的蝌蚪体积，光照4hrs组体积增加最为缓慢，全天无光照组体积增加最为迅速，其次2组体积增加的速度依次为光照12hrs、24hrs，说明这4个光照时间有利于蝌蚪的生长。

表2 不同光照时间对蝌蚪体积的影响/cm3

2.4 不同光照时间对蝌蚪变态发育成蛙的影响

由表3可知：在不同的光照时间下，蝌蚪变态发育成蛙的变态率有很大的差距，顺序为0hrs(95%)>24hrs(92%)>4hrs(86%)>20hrs(83%)>12hrs(71%)>16hrs(62%)>正常时间(60%)>8hrs(54%)。当光照时间处于全天黑暗和全天光照这两种极端条件下，蝌蚪的变态率均达到90%以上，且光照4hrs和光照20hrs这两种条件下，变态率也达到了80%以上，其余三组除了光照8hrs以外，变态率也超过了正常光照时间。由此可见，较为极端的环境有利于提高蝌蚪的变态率，光照8hrs不利于蝌蚪变态发育。

表3 不同光照时间对蝌蚪变态发育成蛙的影响

在不同的光照时间下，蝌蚪变态发育长出前后肢的时间差距较大，光照时间处于全天黑暗和全天光照这两种极端条件下的蝌蚪长出前后肢时间最短，光照4hrs和光照20hrs两组时间较长，光照8hrs长出前后肢时间最长。蝌蚪变态发育时先长后肢，其次长前肢，最后尾巴慢慢退化，完全变态发育成幼蛙，其长后肢在12d～14d以内会长前肢，在前肢发育出3d～5d后会完全变态发育成幼蛙。虽然蝌蚪变态发育长出前后肢和完全变态发育成幼蛙的时长在不同的光照时间下有很大差距，但从其长出后腿到完全变态发育成幼蛙所需时间基本一致，均在16d～18d以内。

不同的光照时间对蝌蚪变态发育成幼蛙的成活率影响极大，光照时间处于全天黑暗和全天光照这两种极端条件下的蝌蚪成活率为0，其余几个组的成活率大小依次为12hrs(65%)>正常时间(62%)>16hrs(60%)>8hrs(23%)>20hrs(10%)>4hrs(8%)，由此可见，光照时间的过长或者过短都会大大地降低幼蛙的成活率，甚至使其全部死亡。而光照时间为12hrs和16hrs的存活率相对较高，和光照时间正常的对照组的成活率相似。

图2 不同光照时间对蝌蚪变态发育成蛙的影响

3 分析与讨论

3.1 光照原理分析

光是自然界中的一种生态因子，对地球上很多的生物生长发育和繁殖方面有着很大的影响，每种生物都有其最适的光照时间。林蛙是变温动物，变温动物的摄食又与光照强度之间存在着特定的关系[7-8]。光照林蛙、蝌蚪的时间不同，会影响到林蛙和蝌蚪的生长发育调节，通过肉眼观察，明显可见其颜色较正常光照时间下要浅，只在光照8hrs、12hrs、16hrs这几组正常。在变态方面，其主要原因是过长或者过短的光照时间破坏了蝌蚪体内正常的激素分泌，促使下丘脑产生正常的应激反应，故而加速蝌蚪的变态，其变态出来的蝌蚪体型虽大，但是随着时间增长营养积累不够且代谢方面较强。因此，东北林蛙在发育过程中，需要有一定强度的光照，但光照时间不宜太长。

3.2 讨论

从实验结果来看，光照12hrs是东北林蛙的生长发育的最佳光照时间。光照8hrs和光照时间为20hrs的两组在孵化率、变态率和存活率方面相对较大，但是这两组的蝌蚪在体重、体积方面都要比正常光照时间下的蝌蚪的体重和体积方面要小很多；进行全天光照和全天无光照这种极端条件下的两组蝌蚪，其体积、体重、变态率都是最高的，甚至在蝌蚪进行变态发育，长出前后肢的时间最早，但是孵化率和存活率最低，存活率更是达到0%，可以看出这两种极端环境不适合蝌蚪的变态发育，不宜在这种环境下进行养殖；对进行光照4hrs和光照20hrs这两种较为极端条件下实验的两组蝌蚪来说，其体积、体重、变态率较高，也超过了正常光照时间的蝌蚪，但是在孵化率和存活率方面偏低，尤其是在存活率方面最高达到10%，亦不适合蝌蚪的生长发育和养殖；光照12hrs和光照16hrs两组的蝌蚪的体重和体积均超过正常光照时间下的蝌蚪，且其在孵化率、变态率和存活率方面，相对其他组来说偏高，是进行东北林蛙养殖的最佳两组。但是相对光照16hrs来说，光照12hrs的蝌蚪在体重、孵化率等方面都明显更高。因此，光照12hrs是东北林蛙的生长发育的最佳光照时间，更适合进行东北林蛙的养殖。

4 总结与展望

4.1 总结

经过实验室养殖，可明显看出蝌蚪的体重与体积成正比例关系，最佳光照时间为12hrs。光照时间的长短会影响到蝌蚪的体重、孵化率、存活率等，甚至不同的光照时间还会改变蝌蚪长出前后肢的时间，但其整体的变态时间并没有改变，处于16d～18d以内。但该实验在进行过程中，仍有许多不足之处，可能会对实验结果的准确性和一些数据造成误差。在挑取蛙卵时动作不规范，对蛙卵造成损伤，对其孵化率和最终的存活率造成影响。在实验室对东北林蛙进行饲养时遇到工作人员进行消毒，使消毒水进入装有蝌蚪的盒内，造成大批蝌蚪死亡。对蝌蚪进行喂食时，各组分喂食次数不固定，用量未统一，可能会导致蝌蚪体重方面出现误差。在对东北林蛙进行光照时，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs和对照组均采用放在阳台上用太阳进行光照，而光照20hrs和光照24hrs两组采用在没有日光照射后使用台灯进行照射，使实验在进行过程中光照强度不一致。且该次实验由于场地和时间限制没有设置重复组进行对照，可能对实验数据造成一定的误差，还需要在繁殖期对该实验进行一次验证性的重复实验。

4.2 展望

在中国有着极其丰富的林蛙资源，相关产品日益丰富，其产品还有着很高的开发利用率。林蛙本身可以作为食物，对身体进行滋养，林蛙产的林蛙油具有很高的营养价值，林蛙皮在美容、保健、医药等领域均被应用。随着人们对林蛙价值认识的不断深入和人民生活水平的日益提高，人们对自身保健需求的强烈需求，林蛙油及林蛙的加工产品越来越受到人们的重视，产品日趋供不应求。林蛙产品内销符合发展经济活跃市场，丰富人民生活和治病健身的稀缺项目，属不能满足需求的产品[9，10]。由此可见，林蛙养殖不仅能带来经济效益，同时具有重大的科研价值和生态价值。要努力提高林蛙养殖业的经济效益，充分发挥其潜在的科研价值和生态效益[11]。该实验通过探究东北林蛙养殖的最佳光照时间，以求为东北林蛙养殖提供更好的环境。中国相关生物制品公司已研制生产了林蛙抗菌肽软膏，这类药品能够对人体的烧烫伤、皮肤溃疡等伤口处的化脓菌和真菌等产生较强的抑制作用。