中華鱘幼魚人工繁殖群體與自然繁殖群體鼻孔及骨板差異研究

章龍珍，莊 平，張 濤，趙 峰，劉鑒毅，王 妤，宋 超

（中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部東海與長江口漁業(yè)資源環(huán)境科學觀測實驗站，上海 200090）

中華鱘（Acipenser sinensis Gray）屬鱘形目，鱘科，鱘屬，是一種江海洄游大型魚類，至今約1億多年，具有 “活化石”之稱。20世紀后期，由于受過度捕撈、水體污染、航運發(fā)展、水利工程建設等因素的影響，中華鱘野生種群資源量急劇下降，1981－1999年的19年間，中華鱘幼鱘補充群體和親鱘補充群體分別減少了80%和90%［1－3］，1988年被列為國家一級野生保護動物。中華鱘的人工繁殖于1983年在葛州壩下首次獲得成功，開始向長江放流幼魚，為之后的人工增殖放流奠定了基礎［4］。在中華鱘人工繁殖過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，有少部分中華鱘幼魚眼睛和軀體出現(xiàn)畸形［5］。而關于影響中華鱘畸形的原因報道較少，僅見于：姜禮燔［6］研究顯示，工業(yè)廢水、農(nóng)藥等水環(huán)境污染會對中華鱘產(chǎn)生慢性中毒；HU等［7］研究發(fā)現(xiàn)，廣泛應用于船舶涂料、木材防腐的含錫化合物－三苯基錫會導致中華鱘幼魚眼睛缺失和軀體畸形；侯俊利等［8］報道了鉛暴露導致中華鱘幼魚在近胸鰭起點處以及背鰭起點至尾鰭末端之間彎曲畸形的研究結(jié)果。在人工培育的中華鱘幼魚中經(jīng)常觀察到部分幼魚鼻孔發(fā)生了形態(tài)變化，但迄今尚未見鼻孔形態(tài)發(fā)生變化的研究報道。為探究人工培育中華鱘幼魚鼻孔及其它形態(tài)特征與自然繁殖群體是否存在差異，筆者分別于2004－2006年連續(xù)3年對人工培育中華鱘幼魚和長江口誤捕的中華鱘幼魚及2012、2015年長江口誤捕的中華鱘幼魚鼻孔形態(tài)進行了觀察和統(tǒng)計，對生物學形態(tài)特征進行測量分析，并對差異性進行了初步探討，以期為中華鱘幼魚的培育和自然繁殖群體與人工繁殖群體的鑒別提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 材料來源

自然繁殖群體為 2004－2006年和2012、2015年5－8月份長江口誤捕中華鱘幼魚，人工繁殖群體為2004－2006年人工繁殖培育的中華鱘幼魚。

1．2 方法

分別對不同年份的人工繁殖幼魚和長江口誤捕的中華鱘幼魚進行生物學測定，同時對鼻孔形態(tài)進行分類、統(tǒng)計。

對中華鱘幼魚骨板處理：統(tǒng)一取中華鱘幼魚背骨板（從頭部往后數(shù)最后3片背骨板）、側(cè)骨板（左邊第 6、7、8片）、腹骨板（左邊第 3、4、5片）。將取下的骨板在沸水中煮10 min，剔除肌肉和表皮，用清水清洗干凈，晾干，在體視顯微鏡（奧林巴斯OLYMPUS，型號：SZX－1LLB2－200，日本）下測量。

骨板棘長的測定：分別測量骨板底部邊緣至骨板頂部最前緣長度（L1），骨板底部邊緣至骨板頂部最凹處的長度（L2），計算骨板棘長（L3）（圖1）。計算公式為：L3＝L1－L2。分別取每尾幼魚的3個背骨板、3個側(cè)骨板、3個腹骨板，按照上述公式，計算各骨板棘長平均值。誤捕和人工繁殖各取50尾幼魚。

1．3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗所得數(shù)據(jù)用平均值±標準誤（M±SE）表示。數(shù)據(jù)通過SPSS 16．0統(tǒng)計軟件進行處理分析，利用Independent-Samples T test檢驗長江口誤捕中華鱘幼魚和人工繁殖中華鱘幼魚間的差異顯著性，P＜0．05表示差異顯著，P＜0．01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2．1 長江口中華鱘幼魚和人工繁殖幼魚鼻孔形態(tài)差異

與自然繁殖幼魚比較，人工繁殖培育的幼魚鼻孔形態(tài)大部分發(fā)生了變化：由左邊和右邊均為雙鼻孔（圖版Ⅰ－1）變成了左邊單鼻孔、右邊雙鼻孔，或左邊雙鼻孔、右邊單鼻孔，鼻孔數(shù)減少了1個（圖版Ⅰ－2，3）；或者左邊和右邊均為單鼻孔，鼻孔數(shù)減少2個（圖版Ⅰ－4）。圖版Ι－5為單鼻孔放大，可以清楚看到鼻孔中的嗅囊結(jié)構(gòu)及鼻孔邊緣上未能形成鼻隔的皮質(zhì)結(jié)構(gòu)。圖版Ⅰ－6為2006年進行人工放流的中華鱘（人工培育6年），其鼻孔為單鼻孔。經(jīng)過2004－2006年3年的統(tǒng)計分析，長江口誤捕中華鱘幼魚鼻孔形態(tài)未發(fā)生變化的平均數(shù)占總數(shù)的93．5%，發(fā)生變化的平均數(shù)只占總數(shù)的6．5%；人工繁殖培育中華鱘幼魚鼻孔未發(fā)生變化的平均數(shù)占總數(shù)16．8%，發(fā)生變化的平均數(shù)占總數(shù)83．2%。2012、2015年，長江口誤捕中華鱘幼魚鼻孔形態(tài)未發(fā)生變化的占98．5%，而發(fā)生變化的平均數(shù)占總數(shù)1．5%（表1）。可見，鼻孔形態(tài)的變化可以作為區(qū)分自然繁殖群體和人工培育群體的一個標志。

2．2 長江口中華鱘幼魚與人工繁殖幼魚骨板的比較

通過對大量誤捕幼魚和人工培育幼魚骨板的比較研究發(fā)現(xiàn)，自然繁殖幼魚的五行骨板，骨板棘非常的尖銳和鋒利，沒有受到任何摩損（圖版Ⅱ－1，2），在腹骨板和側(cè)骨板的后側(cè)還有3～4個鋸齒狀的小棘（圖版Ⅱ－4，5），而人工培育幼魚的骨板，棘平而無鋒利感（圖版Ⅱ－6，7），腹骨板和側(cè)骨板的后側(cè)僅有1個小棘（圖版Ⅱ－9，10）。自然繁殖中華鱘幼魚與人工繁殖幼魚骨板棘長的比較見表2。自然繁殖中華鱘幼魚側(cè)骨板棘長與人工繁殖培育的有顯著性差異（P＜0．05）；而背骨板和腹骨板棘長兩者間均存在極顯著差異（P＜0．01）。人工繁殖的中華鱘幼魚背骨板棘長、腹骨板棘長、側(cè)骨板棘長均小于自然繁殖中華鱘幼魚。

表1 長江口中華鱘幼魚與人工繁殖培育幼魚鼻孔形態(tài)比較Tab．1 Comparison of nostrilmorphology between the artificial and natural breeding juvenile Acipenser sinensis in the Yangtze Estuary

表2 長江口自然繁殖中華鱘幼魚與人工繁殖幼魚骨板棘長的比較Tab．2 Comparison of the thorn length of osseous plate between artificial and natural breeding juvenile Acipenser sinensis in the Yangtze Estuary

通過直觀的觀察和骨板棘的實際測量，能夠非常快速的區(qū)分出自然繁殖群體和人工繁殖群體的中華鱘幼魚。五行骨板的棘長結(jié)合鼻孔的形態(tài)變化可作為輔助手段鑒別中華鱘自然繁殖群體和人工繁殖群體。

3 討論

3．1 中華鱘幼魚鼻孔形態(tài)的變化

中華鱘幼魚鼻孔位于頭部兩邊眼前方，鼻孔是由鼻隔分為兩孔，由上鼻孔和下鼻孔組成的一對鼻孔，上鼻孔小偏圓形，下鼻孔大偏橢圓形，孔內(nèi)彼此相通（圖版I－1，2）。通過對2004－2006年長江口誤捕中華鱘幼魚群體鼻孔形態(tài)觀察和數(shù)量的統(tǒng)計分析（表1），鼻孔形態(tài)和數(shù)量未發(fā)生變化的占總數(shù)的93．5%，而鼻孔數(shù)和形態(tài)發(fā)生變化的只占總數(shù)的6．5%；2012、2015年，長江口中華鱘自然繁殖群體幼魚鼻孔形態(tài)未發(fā)生變化占總數(shù)的98．5%，發(fā)生變化的占總數(shù)1．5%，2004－2006年鼻孔數(shù)和形態(tài)發(fā)生變化的比例高于2012年和2015年。分析原因為：2004－2006年，每年5－8月份在長江口漁民插網(wǎng)捕魚都要捕到許多中華鱘幼魚，在這些幼魚中一部分是自然繁殖的，還有一部分是經(jīng)人工繁殖放流的。在人工放流的這部分魚中，有少量的打了標記，可以看到或通過儀器檢測到，而大部分是未打標記放流的，而人工放流群體高比例的單鼻孔數(shù)變化，影響了誤捕總單鼻孔數(shù)變化，同時也表明在誤捕的中華鱘幼魚中有人工增殖放流的中華鱘幼魚。而2012和2015年在宜昌江段、荊州江段、武漢江段放流的大規(guī)格子一代和子二代中華鱘幼魚，體長分別為80 cm和40 cm，且放流的中華鱘幼魚有被動整合雷達（PIT標記、聲吶標記、體外懸掛T型外標記），能清楚進行識別。本論文統(tǒng)計的2012年、2015年長江口誤捕的中華鱘規(guī)格平均全長分別為（28．61±6．98）cm、（28．82±6．75）cm，遠小于放流群體。因此長江口誤捕的中華鱘幼魚應為自然繁殖群體繁殖，其鼻孔發(fā)生變化的比例只占總數(shù)的1．5%。2013、2014和2016年在長江口未監(jiān)測到中華鱘幼魚。通過2004－2006年與2012、2015年的中華鱘幼魚鼻孔發(fā)生變化的比較，初步推測人工增殖放流對中華鱘幼魚群體的貢獻率為4．900%，高于通過回收標記魚估算的2．281%貢獻率［9］。

3．2 影響中華鱘鼻孔發(fā)生變化的原因

人工繁殖培育的中華鱘幼魚鼻孔與長江口誤捕的中華鱘幼魚相比，無論從數(shù)量上或形態(tài)上都發(fā)生了顯著的變化，分析原因可能是：

1）中華鱘人工繁殖是對親本進行人工催產(chǎn)（激素類藥物）獲得精、卵后進行人工授精［10－14］，在人工催產(chǎn)及授精過程中，若精、卵質(zhì)量以及最佳授精時機掌握不好，可能會導致受精卵在發(fā)育過程中出現(xiàn)畸形。朱欣等［15］對中華鱘子二代苗種培育過程中發(fā)現(xiàn)魚苗投喂期死亡率較高，推測可能與魚苗先天質(zhì)量有關，在顯微鏡下觀測死亡魚苗多為畸形。吳文化等［16］引進俄羅斯鱘（Acipenser gueldenstaedtii Brandt）受精卵孵化魚苗成活率和畸形率比自然繁殖的高，分析認為畸形可能是精、卵質(zhì)量差和運輸過程中的高溫刺激造成的，俄羅斯鱘的畸形主要表現(xiàn)在彎尾、盲目、胸鰭短缺、額前刻痕、曲體、無尾鰭等，但未見鼻孔形態(tài)畸形。張濤等［17］認為施氏鱘（Acipenser schrenkii Brandt）畸形是由受精卵的質(zhì)量、雜交育種和近親繁殖造成的，當卵子質(zhì)量差時，畸形率較高，達氏鰉（Huso dauricus）和施氏鱘雜交，子代中骨板缺失或融合、骨骼異常、尾鰭或胸鰭缺失的畸形比例高，但亦未觀察到鼻孔的缺失。

2）受精卵在孵化過程中環(huán)境因子可能引起畸形，如光照、溫度、水流、pH及養(yǎng)殖密度等。李文龍等［18］在人工養(yǎng)殖達氏鰉過程中發(fā)現(xiàn)有較高的畸形比例，認為畸形原因有：先天因素如精、卵質(zhì)量引起；受精卵在孵化過程中水溫的變幅過大，水中溶氧偏低；理化因子超標等會導致達氏鰉在孵化出膜時身體彎曲，魚苗形成吻、鰭、眼、鼻、鰓蓋部位的部分缺失。先天性畸形的魚苗大部分死去，只有極少數(shù)存活。HU等［7］認為，一種廣泛應用于船舶涂料、木材防腐的含錫化合物三苯基錫可以通過食物鏈在中華鱘魚體中富集，在魚卵中富集的三苯基錫化合物最終在胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生毒性，引起了畸形現(xiàn)象，其中眼睛缺陷發(fā)生率1．2%，軀體畸形發(fā)生率6．3%。侯俊利等［8］發(fā)現(xiàn)，鉛暴露可致中華鱘幼魚身體彎曲畸形，這種彎曲在解除暴露后部分可以恢復；馮琳等［19］也發(fā)現(xiàn)，鉛的累積量在骨板和肌肉中最高。FENG等［20］發(fā)現(xiàn)肝臟對銅的富集最快，其次是胃。SUN等［21］研究了多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚和全氟化合物在中華鱘卵中的富集和變化趨勢。王瑞芳等［22］研究發(fā)現(xiàn)，氟離子對西伯利亞鱘（Acipenser baerii Brandt）胚胎發(fā)育有影響。莊平等［23］研究發(fā)現(xiàn)，氟暴露能引起仔魚出現(xiàn)焦躁不安、失去平衡、呼吸減弱等中毒癥狀。

3）孵化設備的不適可能引起的畸形，如孵化器、幼魚培育缸、水泥池等。如達氏鰉在池中受到驚嚇時快速撞向池壁造成斷吻畸形［18］。中華鱘幼魚在早期的發(fā)育過程中如肌體彎曲、盲眼等其它的畸形比例較低，這些魚苗在發(fā)育過程中逐漸死亡。人工培育中華鱘幼魚鼻孔高比例畸形，可能與孵化設備粗糙摩擦、幼魚之間互相碰觸有關。而這些鼻孔畸形的幼魚能夠正常攝食生長。目前，還無法弄清楚人工培育的中華鱘幼魚鼻孔有如此高的形態(tài)變化真正原因，需進一步開展胚胎發(fā)育和幼苗培育過程中各個環(huán)節(jié)的深入細致的研究，弄清單鼻孔發(fā)生的機理，改善培育環(huán)節(jié)，保持中華鱘鼻孔原有的正常形態(tài)。

3．3 自然繁殖中華鱘幼魚骨板棘與人工繁殖幼魚的差異

人工培育的中華鱘幼魚，由于在人工條件下培育（水泥池、玻璃缸、高密度），幼魚身體與缸壁和相互之間的長期摩擦，導致五行骨板的棘受損變平。自然繁殖中華鱘幼魚由于生長在長江及長江口，大水體環(huán)境和江底松軟的底泥不會對骨板棘造成摩損，保持五行骨板棘無比鋒利，除背骨板棘外，在側(cè)骨板的后側(cè)還有3～5個鋸齒狀的小棘、腹骨板后側(cè)有2～3個鋸齒狀的小棘未受到磨損，人工培育的則由于磨損，只有1～2個不太明顯的小棘。自然繁殖幼魚五行鋒利無比的棘與人工培育的形成鮮明的對照。當用手抓魚時，輕輕地就會被這些棘劃破手指，這些鋒利的棘對中華鱘幼魚在逃避敵害的捕食中起到很好的保護作用，提示在人工培養(yǎng)中華鱘幼魚的過程中，應改善培養(yǎng)條件，使人工增殖放流的中華鱘能夠保持鋒利的骨板，提高其保護作用和生存能力。

圖版Ⅰ 中華鱘幼魚鼻孔形態(tài)PlateⅠ Nostril form of Acipenser sinensis

圖版Ⅱ 中華鱘幼魚骨板PlateⅡ Osseous plate of juvenile Acipenser sinensis in the Yangtze Estuary