花鱸早期發育過程的異速生長模式研究?

王曉龍， 溫海深??， 張美昭， 李吉方， 方 秀， 張凱強， 劉 陽， 田 源， 常志成， 汪 晴

(1.海水養殖教育部重點實驗室(中國海洋大學), 山東 青島 266003； 2.福建閩威實業股份有限公司 花鱸育種重點實驗室， 福建 福鼎 355200)

異速生長(Allometric growth)最早是由生物學家Huxley[1]等在研究招潮蟹(Ucapugnax)的鉗大小隨蟹身體變化時提出的。Osse[2]等于1997年提出在魚類早期發育過程中，身體各部分功能器官生理結構發生劇烈變化，且各部分生長速度不同步。大部分硬骨魚類具有極其復雜的早期發育和器官分化過程，包括了身體形態、行為方式、機體新陳代謝等方面的變化[3]，機體所發生的各種變化是適應外界惡劣生存環境的結果，在仔魚的早期發育過程中，與游泳、攝食、呼吸相關的器官通常會快速生長以保證基本的生存所需[4]。目前，國內外許多研究者對不同魚類的異速生長模式進行了研究報道，如施氏鱘(Acipenserschrenckii)、西伯利亞鱘(Acipenserbaeri)、鮸魚(Miichthysmiiuy)、鳡(Elopichthysbambusa)、條石鯛(Oplegnathusfasciatus) 等[5-10]，但有關花鱸(Lateolabraxmaculatus)仔魚的相關研究尚未見報道。

花鱸隸屬于鱸形目(Perciformes)鮨科(Serranidae)花鱸屬(Lateolabrax)[11]，其主要分布在中國、朝鮮及日本沿海，是一種廣溫、廣鹽的淺海內灣兇猛肉食性魚類，作為我國重要的經濟魚類之一，隨著近年養殖規模的不斷擴大及苗種的規?；a迅速發展，苗種培育過程中面臨著愈多問題[12]。目前國內外有關花鱸受精卵孵化、胚胎發育、饑餓不可逆點、耐鹽性、饑餓及補償生長等方面已有研究報道[13-15]，而有關花鱸早期發育階段異速生長模式的研究仍未見報道。本實驗通過對花鱸早期階段異速生長模式的研究，了解器官發育的優先性，掌握各器官在不同發育階段所起的作用，揭示其在早期生長階段某些特定行為產生的原因，具有重要的生態學意義，同時為花鱸規?；绶N繁育及養殖提供相應的科學依據和基礎理論指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗中所用花鱸仔、稚魚為北方花鱸親魚群體經人工催產、孵化所得。實驗在東營市利津縣雙瀛水產苗種有限責任公司繁育車間內進行。魚苗孵出后培養在5 m×5 m×1 m的水泥池中，培育條件為水溫(22±1)℃，海水鹽度為30±2，不間斷微充氣。培育前期不注水、后期每日注入定量的新鮮海水，水量達到一定程度后再進行循環，4～20日齡投喂強化后的褶皺臂尾輪蟲，投喂密度為10個/mL；16～35日齡投喂鹵蟲無節幼體，投喂密度為5個/mL；30日齡開始投喂配合飼料。

1.2 實驗方法

通過光學顯微鏡和體視鏡進行拍照，觀察花鱸仔、稚魚早期形態發育。依據殷名稱的方法[16]劃分仔稚魚早期形態的發育階段，即從破膜的初孵仔魚至卵黃囊完全被吸收、開始出現鱗片，視為仔魚期；從鱗片開始出現到全身鋪滿，視為稚魚期。實驗期間，設置3個平行組，從初孵仔魚(0日齡)起每日從各平行組中隨機取10尾，使用MS-222進行麻醉，再使用解剖鏡觀察仔稚魚各器官形態的變化，確定各鰭條和鰭棘的發生時間，使用體視鏡連接計算機上圖像處理軟件TSview7和利用游標卡尺測定其全長(Total length，LT)、體長(Body length，LB)、頭長(Head length，LH)、眼徑(Eye orbit diameter，DE)、體高(Body depth，DB)、吻長(Snout length，LS)、尾鰭長(Caudal fin length，LC)(見圖1)。

(LT：全長，LB：體長，LC：尾鰭長，DB：體高，LS：吻長，DE：眼徑長，LH：頭長。LT：Total length,LB：Body length,LC：Caudal fin length,DB：Body depth,LS：Snout length,DE：Eye depth,LH：Head length.)

圖1 花鱸仔、稚魚測量指標示意圖
Fig.1 Illustration of measurements ofLateolabraxmaculatus

1.3 數據分析

用SPSS 19.0軟件分析全長與日齡的關系，選定自由度值(R2)最大的函數關系式作為最佳曲線模式。異速生長模型以冪函數方程表示，即異速生長方程為y=axb形式。式中y為其他器官長度；x為全長；a為y軸截距；b為異速生長指數；當b<1時為慢速增長，即器官的生長速度慢于全長；當b=1時為等速生長，此時仔、稚魚器官的生長與全長等速增長；當b>1時為快速生長，此時器官的生長速度要快于全長增長。生長模型中若存在不同生長階段，則以拐點分開，兩個不同的生長階段采用不同的方程表達：y=a1xb1，y=a2xb2。式中，a1、a2為y軸截距；b1，b2為不同階段的異速生長指數，通過協方差分析比較回歸系數差異顯著性，檢測2個b值是否有顯著性差異。用SPSS 19.0統計軟件對模型進行線性回歸參數擬合，并配合使用OriginPri8.0進行分段回歸模型擬合，以決定系數R2最大和殘差平方和最小作為曲線擬合標準，求得拐點值，使用SPSS19.0統計軟件對參數進行顯著性檢驗，p<0.05表示具有顯著性差異，指標的測量數值用平均數±標準差表示。

2 結果

2.1 全長與日齡的函數關系

花鱸早期發育階段仔、稚魚全長與日齡的相關關系符合三次函數曲線方程：LT=0.000D3-0.013D2+0.347D+3.258，R2=0.984，D為日齡，擬合效果較好(見圖2)?；|初孵仔魚全長為(3.63±0.11)mm，33日齡時全長達到(13.95±0.48)mm，平均生長速率為0.313 mm/d。

圖2 花鱸日齡與全長的擬合曲線Fig.2 Fit curves between total length and days

2.2 花鱸仔、稚魚各器官的異速生長

2.2.1 花鱸身體部分的異速生長 頭長(見圖3a)的生長拐點出現在15日齡[TL:(6.88±0.15)mm]，異速生長指數為1.718(p<0.05)，生長速率快于全長，表現為快速生長；15～33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)，異速生長指數為0.645(p<0.05)，表現為慢速生長。

體高(見圖3b)的生長拐點出現在25日齡(TL:(9.71±0.18)mm)，異速生長指數為2.000(p<0.05)，生長速率快于全長，表現為快速生長；25～33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)，異速生長指數為1.097(p>0.05)，表現為等速生長。

體長(見圖3c)從初孵仔魚((3.63±0.11)mm)到33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)呈現出異速生長狀態，異速生長指數為0.837(p<0.05)，生長速率慢于全長生長速率，表現為慢速生長，數據表明在前33日齡中沒有出現生長拐點。

2.2.2 花鱸頭部器官的異速生長 眼徑(見圖3d)從初孵仔魚((3.63±0.11)mm)到33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)呈現出等速生長狀態，生長指數為0.991(p<0.05)，數據顯示在前33日齡中沒有出現生長拐點。

吻長(見圖3e)的生長拐點出現在23日齡(TL:(8.82±0.37)mm)，異速生長指數為2.183(p<0.05)，生長速率快于全長，表現為快速生長；23～33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)，異速生長指數為0.881(p<0.05)，表現為慢速生長。

2.2.3 花鱸游泳器官的異速生長 尾鰭長(見圖3f)的生長拐點出現在18日齡(TL:(7.45±0.22)mm)，異速生長指數為4.033(p<0.05)，生長速率快于全長，表現為快速生長；23～33日齡(TL:(13.95±0.48)mm)，異速生長指數為1.029(p>0.05)，表現為等速生長。

圖3 花鱸各功能器官與全長的異速生長關系Fig.3 Allometric growth of selected organs related to the total length of Lateolabrax maculatus

3 討論

魚類在早期發育階段，容易遭受外界環境影響，其生存能力與饑餓和捕食者密切相關，對大多數硬骨魚類而言，為增強攝食與躲避敵害的能力，會優先發育有利于提高存活率的功能器官，呼吸、游泳、攝食、消化等功能器官在仔、稚魚期間會快速生長以適應外界的惡劣生存環境，這種重要功能器官優先發育的發育策略是基因表達與生存環境共同作用的結果，是魚類為保證種群繁衍經過長期自然選擇而保留下的種群生存策略。

3.1 身體各部分的異速生長

國內外許多研究指出，在魚類的早期發育階段普遍存在頭部優先發育的現象，頭部的優先發育能夠為腦、口咽腔、鰓、眼睛等提供足夠的生長發育空間，這些器官的發育程度直接關系到仔魚呼吸、視覺、消化等系統的完善，在仔魚的早期生長階段具有重要作用，在施氏鱘(Acipenserschrenckii)[5]、條石鯛(Oplegnathusfasciatus)[5]、斑帶副鱸(Paralabraxmaculatofasciatus)[6]、鮸(Miichthysmiiuy)[7]、西伯利亞鱘[9](Acipenserbaeri)、許氏平鮋(Sebastesschlegelli)[18]等魚類中都已觀察到頭部優先發育的現象。在本試驗中，花鱸自初孵仔魚至15日齡的生長過程中，頭長的異速生長模式一直表現為快速生長，與上述的研究結果相一致，說明了花鱸仔魚通過頭部的快速生長來保證頭部各功能器官(攝食、呼吸等器官)的發育與完善，對其在早期階段適應外部惡劣環境，獲得最佳生態位提供了重要保證。同時，在本實驗中，體長相對于全長一直呈現出慢速生長狀態，體長的慢速生長可能主要歸結于軀干部的慢速生長，在花鱸仔魚的早期發育過程中肌節、骨節的發育與完善并不占主要地位，這也使得頭部與尾部間的距離相對減少，利于仔魚的運動功能的完善，這對游泳器官處于發育初期的仔魚而言有重要意義，能幫助仔魚更好的適應生存環境。體高在25日齡前相對全長呈快速生長態勢，后期進入趨于同全長等速生長的發育階段，花鱸仔、稚魚體高的快速生長可能與消化系統的快速發育有關，花鱸初孵仔魚從卵黃囊的內源性營養過渡到外源性營養階段，需要仔魚提升消化能力，以適應餌料系列的轉變，從而保證機體正常的生理功能。這與斑帶副鱸[17]、美洲鰣魚[4]等的研究相一致。消化系統內各臟器的快速增大，如胃腸道的增大、鰾的充氣等，都會明顯促進體高的快速生長。

3.2 頭部器官的異速生長

為保證仔魚能夠從外界攝取充足的餌料物質，滿足自身營養需求，口的快速發育直接關系到仔、稚魚攝食能力的強弱。Gisbert等[3]研究認為，初孵仔魚開口后，從內源性營養到混合營養期再到外源性營養期的過渡階段，仔魚從外界攝取食物的壓力隨著內源性卵黃囊營養的缺少而逐漸增大，口會持續生長，以適應不同大小的食物?？诘纳L發育主要體現在口寬、吻長這兩方面，本實驗中，花鱸仔魚吻長的生長拐點出現在23日齡，拐點后呈現為慢速生長，與美洲鰣魚的生長拐點相同[4]，比許氏平鮋的拐點時間(22日齡)稍微拖后[18]。在經過一系列的餌料轉變，花鱸仔魚獲得了最適的營養源后，在23日齡以后吻長相對于全長變為慢速生長，這說明吻長已結束了優先發育階段，進入次要發育階段。許多其他硬骨魚類的研究也表明，在功能器官完成優先發育后，會進入同全長等速或慢于全長發育速度的生長階段?？梢钥闯龌|仔魚在23日齡時，口的發育已較為完善成熟，具有較強的攝食能力。視覺在魚類生長發育的早期階段具有重要作用，良好的視覺能幫助仔魚提高攝食效率、降低被捕食幾率、增加存活率，因此眼應屬于魚類最早發育完善的器官之一。在條石鯛[10]、美洲鰣魚[4]、鮸[7]、西伯利亞鱘[6]的早期發育階段中均觀察到了眼快速生長發育的現象，不同魚類生活習性、初始發育狀態不同，其眼快速生長階段持續的時間亦差別較大，美洲鰣魚在4日齡以前便完成了快速生長，而斑石鯛(Oplegnathuspunctatus)[19]一直持續到22日齡，而許氏平鮋從孵出后，眼徑就處于慢速生長的狀態[18]。在本實驗中，花鱸仔、稚魚眼一直處于等速生長狀態，與上述研究結果不同，這符合不同魚類眼發育存在差異性的特點，眼的等速生長說明花鱸仔稚魚視覺器官的發育程度與整體保持一致，可能是由于花鱸仔稚魚不需要在短時間內快速完善視覺功能，同時也沒有呈現出類似于卵胎生的許氏平鮋仔魚的負異速生長狀態，眼的正常發育能夠保證花鱸仔稚魚的基本需求，獲取食物、躲避敵害。

3.3 游泳器官的異速生長

魚類早期發育過程中，游泳能力的完善直接關系到仔、稚魚主動攝食、躲避敵害的能力，能夠使仔、稚魚以最低的能量消耗通過有效的運動方式來達到利益的最大化，這是魚類在自然選擇過程中的適應性變化?；|的早期游泳模式為陣發性游泳并伴隨較長時間的間歇期，與游泳相關的器官主要為各魚鰭，其中尾鰭最為重要。剛孵出的花鱸仔魚只能依靠尾鰭做不規則運動，主要集中于水體的中上層，且不具備平游能力。在本實驗中花鱸仔、稚魚尾鰭的生長拐點出現在18日齡，18日齡前為快速生長狀態，18日齡后為等速生長狀態，尾鰭的異速生長指數遠高于其他的測定器官，說明游泳功能的完善在花鱸早期發育階段中起到了重要作用，尾部生長拐點出現的日齡與頭部(15日齡)相接近，這也說明了游泳功能與攝食功能間存在著較大的相關性，仔魚游泳能力的提升能提高其攝食效率，保證生長發育所需營養物質與能量消耗，繼而反作用于游泳器官的發育與完善。

4 結語

通過對花鱸仔、稚魚的研究表明，與仔、稚魚運動和攝食相關的部分功能器官優先發育，表現出了異速生長現象，不同功能器官的生長拐點不盡相同，更加體現了仔、稚魚對外界環境的適應性生長策略，這有利于其躲避敵害，提高攝食能力。因此，在花鱸苗種培育生產中，應通過對生長拐點的把握，不斷完善餌料系列，確保在短時間內為重要功能器官的優先發育提供營養保證，提升花鱸仔、稚魚的生存能力，既而提高魚苗成活率。