極北鯢無冬眠飼養生長發育規律研究

龍章巍 ，王巖 ，朱洪強 ，毛之夏 ，蔡鳳坤 ，蘭家宇

（1.海南鸚哥嶺省級自然保護區，海南白沙 572800；2.吉林農業大學中藥材學院，吉林長春 130118；3.中國科學院東北地理與農業生態研究所，吉林長春 130102；4.吉林省長白山科學研究院，吉林安圖 133613；5.中國野生動物保護協會，北京 100714）

極北鯢（Salamandrella keyserlingii）隸屬兩棲綱、有尾目、小鯢科、極北鯢屬，大部分棲息在東北地區的高寒地帶[1～3]。極北鯢成體可以入藥，具祛風通絡的功效，該物種已被列入“三有名錄”，在《中國脊椎動物紅色名錄》中被評為無危（LC）物種[4～6]。棲息于野生環境[7～10]中的極北鯢具有冬眠習性，每年9月末至次年4月初是其冬眠期[11～12，26]期間生命活動處于極度降低的狀態。無冬眠飼養試驗開始前，通過人工模擬為極北鯢陸地生活期的生境制作玻璃恒溫生態飼養缸，讓極北鯢于冬眠期置于玻璃恒溫生態飼養缸中進行無冬眠飼養[13～15]，打破其冬眠習性。

該研究于2016年11月至12月，通過在玻璃恒溫生態飼養缸開展極北鯢無冬眠飼養試驗，探討極北鯢于冬眠期在人工條件下無冬眠飼養的生長發育規律[16～18]。并在試驗過程中通過投喂不同種類的飼料[19～0]，探討不同飼料對極北鯢無冬眠飼養生長發育規律的影響。通過比較極北鯢無冬眠飼養與陸地生活期飼養的生長發育規律，探討極北鯢在無冬眠飼養條件下的生長發育規律與陸地生活期飼養的異同。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與設備

進行極北鯢無冬眠飼養試驗的實驗動物來源均與進行極北鯢陸地生活期飼養試驗相同。在進行試驗前，于2016年10月進行充分的無冬眠適應性飼養。

試驗設備包括：

（1）玻璃恒溫生態飼養缸：透明玻璃缸（60cm×30cm×30cm）。

（2）加氧泵（松寶 SB-988，220 V，12 W）：保持生態飼養缸內的濕度，促進空氣流通。

（3）陶瓷加熱器（Rep－Shop，220 V，25 W）：保持玻璃恒溫生態飼養缸內的溫度。

（4）電子控溫器（LUEABB，SM6）：保持玻璃恒溫生態飼養缸內的溫度在設定的范圍內。

（5）游標卡尺：測量極北鯢體尺特征值。

全長：首尾的長度（mm）；

體長：頭部最后端至泄殖孔最后端的長度（mm）；

尾長：泄殖孔最后端至尾部最后端的長度（mm）。

（6）高精密電子天平（300g/0.01 g）：測量極北鯢體重。

1.2 試驗設計及飼養條件

極北鯢幼體與成體在試驗開始前的適應階段均投喂紅線蟲[21～22]，在進行充分的無冬眠適應性飼養后，于2016年11月1日至12月20日開展極北鯢幼體與成體無冬眠飼養試驗。試驗期間分為五個飼養周期，每10d為一個飼養周期。將體態均勻且健康的極北鯢幼體與成體隨機分成四組：

冬幼體（搖）：50只體態均勻且健康的極北鯢幼體，飼養密度為278只/m2，食物始終設置為搖蚊幼蟲；食物始終設置為黃粉蟲幼蟲；

冬幼體（黃）：50只體態均勻且健康的極北鯢幼體，飼養密度為278只/m2，食物始終設置為黃粉蟲幼蟲；

冬成體（搖）：30只體態均勻且健康的極北鯢成體，飼養密度為167只/m2，食物始終設置為搖蚊幼蟲；

冬成體（黃）：30只體態均勻且健康的極北鯢成體，飼養密度為167只/m2，食物始終設置為黃粉蟲幼蟲。

四組極北鯢分別置于四個相同型號的玻璃恒溫生態飼養缸中進行無冬眠飼養試驗。于每天清晨和下午各投喂一次，每次投喂食物的時間保持一致，投喂量以采食后2h有少許殘餌為標準，殘餌及時撈出。

玻璃恒溫生態飼養缸中按面積比例1：3分為水環境和陸地環境。水環境水深保持在1.5cm左右，加氧泵末端始終置于水下，以保持生態飼養缸內的濕度和空氣流通。陸地環境由砂石混合而成，分為隱蔽區和采食區，隱蔽區由樹葉和石塊構成，采食區位于陸地區域中心處，用塑料薄膜鋪在凹型且稍低于四周陸地的砂石上，采食區被隱蔽區三面環繞且一面臨水，有利于極北鯢的采食、游泳和隱蔽休息。玻璃恒溫生態飼養缸內氣溫保持在16℃～18℃，水溫保持在16℃～17℃，pH值保持在7.0左右。

1.3 數據處理

從極北鯢幼體與成體開始無冬眠飼養試驗的第一天起，每一個飼養周期最后一天上午投喂前進行測量。利用電子天平測量各組極北鯢不同飼養周期的體重，精確到0.01g，使用游標卡尺測量對應飼養周期極北鯢的全長、體長和尾長，精確到0.01mm，每次隨機抽取25只極北鯢進行測量。利用Excel對數據進行處理，利用SPSS23.0軟件進行分析。體重與全長、體長、尾長建立多元線性回歸方程，回歸分析方法選用逐步回歸。

2 結果與分析

2.1 極北鯢無冬眠飼養體重變化

各組極北鯢在無冬眠飼養的各個周期中正常采食，體重均有所增長。極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均體重見表1。結果表明，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體第五周期體重分別是第一周期的1.77倍和1.88倍；冬成體（搖）組和冬成體（黃）組極北鯢成體第五周期體重分別是第一周期的1.23倍和1.26倍。極北鯢無冬眠各飼養周期體重變化見圖1，結果顯示，極北鯢幼體與成體在無冬眠飼養試驗期間，各組極北鯢體重均隨時間的推移而增長，各組體重增長速度較為穩定，且冬幼體（黃）組在各個周期的體重均大于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組在各個周期的體重均大于冬成體（搖）組。

由此可見，極北鯢幼體在無冬眠飼養期間體重的增長速度大于極北鯢成體，極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下體重的增長量比投喂搖蚊幼蟲大，且極北鯢在無冬眠飼養期間體重增長速度較為穩定。

表1 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均體重Tab.1 Average weight of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period單位：(g)

圖1 極北鯢無冬眠各飼養周期體重變化Fig.1 Weight changes of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period

2.2 極北鯢無冬眠飼養體重分布

2.2.1 極北鯢幼體無冬眠飼養體重分布

無冬眠飼養試驗中第五周期是無冬眠飼養試驗的最后時期，對冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體第五周期的體重分布進行比較，可分析極北鯢幼體在無冬眠飼養期間體重的變化規律和兩種不同飼料投喂效果的差異。極北鯢幼體無冬眠飼養第五周期體重分布見圖2，由極北鯢幼體無冬眠飼養第五周期體重的分布情況可發現，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體體重均集中分布于3.00～4.00g，冬幼體（搖）組極北鯢幼體在此體重區間內的個體數量占組內個體的72.0%，冬幼體（黃）組極北鯢幼體在此體重區間內的個體數量占組內個體的76.0%。冬幼體（搖）組極北鯢幼體有20.0%的個體體重在4.00g以上。冬幼體（黃）組極北鯢幼體有20.0%的個體體重在4.00g以上，其中有4.0%的個體體重達到5.00～5.50g。而冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的極北鯢幼體分別有8.0%和4.0%的個體體重僅達到2.50～3.00g。

由此可見，極北鯢幼體在無冬眠飼養條件下體重分布呈正態分布，符合自然規律。冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體體重分布之間的差異表明，極北鯢幼體在投喂黃粉蟲幼蟲條件下的體重增長量比投喂搖蚊幼蟲大。

圖2 極北鯢幼體無冬眠飼養第五周期體重分布Fig.2 The weight distribution of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii larvae in fifth period

2.2.2 極北鯢成體無冬眠飼養體重分布

無冬眠飼養試驗中第五周期是無冬眠飼養試驗的最后時期，對冬成體（搖）組和L組極北鯢成體第五周期的體重分布進行比較，可分析極北鯢成體在無冬眠飼養試驗期間體重的變化規律和兩種不同飼料投喂效果的差異。極北鯢成體無冬眠飼養第五周期體重分布見圖3，由極北鯢成體無冬眠飼養第五周期的體重分布情況可發現，冬成體（搖）組極北鯢成體體重集中分布于6.50～7.50 g，在此體重區間內的個體數量占組內個體的72.0%。冬成體（黃）組極北鯢成體體重集中分布于7.00～8.00 g，在此體重區間內的個體數量占組內個體的68.0%。冬成體（搖）組極北鯢成體有8.0%的個體體重在7.50g以上。冬成體（黃）組極北鯢成體有36.0%的個體體重在7.50g以上，其中有8.0%的個體體重達到8.00～8.50g。而冬成體（搖）組的極北鯢成體有8.0%的個體體重僅達到5.50～6.00g。

由此可見，極北鯢成體在無冬眠期飼養條件下體重分布呈正態分布，符合自然規律。冬成體（搖）組和冬成體（黃）組極北鯢成體體重分布之間的差異表明，極北鯢成體在投喂黃粉蟲幼蟲條件下的體重增長量比投喂搖蚊幼蟲大。

圖3 極北鯢成體無冬眠飼養第五周期體重分布Fig.3 The weight distribution of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii adults in fifth period

2.3 極北鯢無冬眠飼養體尺變化

2.3.1 極北鯢無冬眠飼養全長變化

極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均全長見表2，結果表明，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體第五周期全長分別是第一周期的1.26倍和1.28倍；冬成體（搖）組和冬成體（黃）組極北鯢成體第五周期全長分別是第一周期的1.03倍和1.04倍。極北鯢無冬眠飼養各飼養周期全長變化見圖4，結果顯示，極北鯢幼體與成體在無冬眠飼養試驗期間，各組極北鯢全長均隨時間的推移而增長，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的體長增長速度明顯大于冬成體（搖）組和冬成體（黃）組。而且，極北鯢各個周期全長的平均值均是冬幼體（黃）組大于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組大于冬成體（搖）組。

由此可見，極北鯢幼體在無冬眠飼養期間全長的增長速度大于成體，極北鯢成體全長增長速度較緩慢。極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下全長的增長速度比投喂搖蚊幼蟲快。極北鯢在無冬眠飼養期間全長的增長速度較為穩定。

表2 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均全長Tab.2 Average full-length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period單位：mm

圖4 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期全長變化Fig.4 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii full-length changes in different raise period

2.3.2 極北鯢無冬眠飼養體長變化

極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均體長見表3，結果表明，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體第五周期體長分別是第一周期的1.26倍和1.29倍；冬成體（搖）組和冬成體（黃）組極北鯢成體第五周期體長分別是第一周期的1.02倍和1.03倍。極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體長變化見圖5，結果顯示，極北鯢幼體與成體在無冬眠飼養試驗期間，各組極北鯢體長隨時間的推移而增長，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組體長的增長速度明顯大于冬成體（搖）組和冬成體（黃）組。而且，極北鯢各個周期體長的平均值均是冬幼體（黃）組大于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組大于冬成體（搖）組。

由此可見，極北鯢幼體在無冬眠期飼養期間體長的增長速度大于成體。極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下體長的增長速度比投喂搖蚊幼蟲快。極北鯢成體體長增長緩慢。

表3 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均體長Tab.3 Average body length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period單位：mm

圖5 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體長變化Fig.5 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii body length changes in different raise period

2.3.3 極北鯢無冬眠飼養尾長變化

極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均尾長見表4，結果表明，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體第五周期尾長分別是第一周期的1.31倍和1.42倍；冬成體（搖）組和冬成體（黃）組極北鯢成體第五周期尾長分別是第一周期的1.05倍和1.09倍。極北鯢無冬眠飼養各飼養周期尾長變化見圖6，結果顯示，在極北鯢幼體與成體在無冬眠期飼養試驗期間，各組極北鯢尾長均隨時間的推移而增長，冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組尾長的增長速度明顯大于冬成體（搖）組和冬成體（黃）組。而且，極北鯢各個周期的尾長均是冬幼體（黃）組大于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組大于冬成體（搖）組。

由此可見，極北鯢幼體在無冬眠飼養期間尾長的增長速度大于成體，極北鯢成體尾長增長緩慢。極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下尾長的增長速度比投喂搖蚊幼蟲快。

表4 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期平均尾長Tab.4 Average tail length of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii in different raise period單位：mm

圖6 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期尾長變化Fig.6 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii tail length changes in different raise period

2.4 極北鯢無冬眠飼養生長率

2.4.1 極北鯢無冬眠飼養絕對生長率

由于沒有測量無冬眠飼養試驗第一周期開始前的各組極北鯢的體重，無法得到無冬眠飼養第一周期各組極北鯢的絕對生長率。極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體重絕對生長率見圖7，結果顯示，各組極北鯢絕對生長率均有隨時間推移而出現先上升后下降的走勢，于第三周期各組絕對生長率達到最大值。冬幼體（黃）組的絕對生長率在各飼養周期均高于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組的絕對生長率除了在第四周期，其余周期均高于冬成體（搖）組。冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組在各飼養周期的絕對生長率基本上都大于冬成體（搖）組和冬成體（黃）組。可見，極北鯢在無冬眠飼養各飼養周期的體重絕對生長率有先變大后變小的起伏變化，第三周期是極北鯢體重絕對增長率最大的時期，極北鯢幼體在無冬眠飼養期間體重的絕對增長率大于成體，極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下個體的絕對生長率高于投喂搖蚊幼蟲。

圖7 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體重絕對生長率Fig.7 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii weight absolute growth rate in different raise period

2.4.2 極北鯢無冬眠飼養相對生長率

極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體重相對生長率見圖8，結果顯示，各組極北鯢相對生長率均有隨時間推移呈現先上升后下降的走勢，各組相對生長率于第三周期達到最大值。冬幼體（黃）組的相對生長率在各飼養周期均高于冬幼體（搖）組，冬成體（黃）組的相對生長率除了在第四周期，其余周期均高于冬成體（搖）組。冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組在各飼養周期的相對生長率均大于冬成體（搖）組和冬成體（黃）組。說明極北鯢在無冬眠飼養期間生長強度具有隨時間推移而先增強后減弱的變化規律，且第三周期生長強度最大，期間極北鯢幼體的生長強度大于極北鯢成體，極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下個體的生長強度大于投喂搖蚊幼蟲。

圖8 極北鯢無冬眠飼養各飼養周期體重相對生長率Fig.8 No hibernation feeding Salamandrella keyserlingii weight relative growth rate in different raise period

2.5 極北鯢無冬眠飼養體重與體尺的關系

2.5.1 極北鯢無冬眠飼養體重與體尺的相關性

表5 極北鯢幼體無冬眠飼養的體重與體尺的各項指標的相關性Tab.5 Analysis on correlation of body weight and body measurements of no hibernation feeding SSalamandrella keyserlingii larvae

極北鯢幼體無冬眠飼養的體重與體尺的各項指標的相關性見表5。對極北鯢無冬眠期飼養的體重及體尺的各個指標之間的相關性進行Spearman相關矩陣分析，分析結果顯示，極北鯢在無冬眠飼養期間體尺的各個指標之間存在極強的相關性（P＜0.01）。極北鯢的體重與體尺的各項指標相互之間也存在極強的相關性，極北鯢的體重與全長的相關性最強，第二是全長和尾長，第三是全長和體長。

2.5.2 極北鯢無冬眠飼養投喂不同飼料體重及體尺指標差異

無冬眠飼養試驗中極北鯢幼體分為冬幼體（搖）組組和冬幼體（黃）組，兩組分別投喂搖蚊幼蟲和黃粉蟲幼蟲。對冬幼體（搖）組組和冬幼體（黃）組極北鯢幼體各飼養周期的體重及各個體尺的指標進行差異顯著性分析，極北鯢幼體無冬眠飼養各周期的體重及體尺的各項指標差異性見表6，分析結果顯示：冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的體重于第二周期、第三周期、第四周期和第五周期差異顯著（P＜0.05）；冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的全長于第三周期差異顯著（P＜0.05）；冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的體長于第二周期、第三周期和第四周期差異顯著（P＜0.05），且于第四周期差異極顯著（P＜0.01）；冬幼體（搖）組和冬幼體（黃）組的尾長于第三周期和第四周期差異極顯著（P＜0.01），另外三個飼養周期差異不顯著。冬幼體（黃）組極北鯢幼體的體重于各飼養周期均比冬幼體（搖）組重，分析結果顯示兩組間體重的差異顯著（P＜0.05）。

表6 極北鯢幼體無冬眠飼養各周期的體重及體尺的各項指標差異性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 極北鯢無冬眠飼養體重與體尺回歸方程

回歸方程計算過程中各個方程的系數見表7。在極北鯢無冬眠飼養的實驗結果中舍棄變量體長之后，模型1中僅有極北鯢的全長作為變量的回歸方程y=-19.259+5.278x，其中復相關系數R的值是0.819，這表明極北鯢的全長與體重之間的線性相關密切；R2的判斷系數是0.758，這說明極北鯢全長的變異在其體重變異種占有較大的比例，然而它會因加入回歸方程的自變量數量的增多而變大；消除自變量數量對判定系數的干擾可通過對R2的校正，校正R2的判定系數是0.737。模型2是最后確認的極北鯢全長回歸方程，Y=-19.128+3.536X+1.238Z，復相關系數R值是0.826，R2的判定系數是0.747，校正R2的判 定系數是0.778，所建模型模擬的結果比較合理。

表7 回歸方程計算過程中各個方程的系數Tab.7 Equation parameters in regression

極北鯢無冬眠飼養體重的標準化預測值和學生化殘差見圖9，結果顯示，極北鯢體重的大多數觀測值隨機的散落在垂直范圍（-2，2）的區間中，極北鯢體重的預測值和學生化殘差兩者之間沒有明顯的相關性，回歸方程滿足線性和方差齊性的假設，而且它們之間的擬合程度較高。

圖9 極北鯢無冬眠飼養體重的標準化預測值和學生化殘差Fig.9 Regression standardized predicted and Studentized Residual of weight of no hibernation feeding Salamandrella keyserlingii

3 討論

極北鯢無冬眠飼養試驗的結果表明，無冬眠飼養過程中的極北鯢幼體的體重、全長、體長和尾長的生長速度均比成體快，極北鯢在投喂黃粉蟲幼蟲條件下的生長速度比投喂搖蚊幼蟲快。可見，極北鯢幼體在無冬眠飼養過程中保持其在陸地生活期的生長發育趨勢，繼續通過采食攝取能量來進行體重、體尺和器官的生長發育；極北鯢成體在無冬眠飼養過程中依舊保持著體重和體尺緩慢而穩定的增長。說明在玻璃恒溫生態飼養缸中可以打破極北鯢的冬眠習性[23～25]，極北鯢冬季在人工提供適宜的溫度、濕度和正常的光照強度環境中可以繼續生長發育，這充分證明了極北鯢生活習性的可塑性[26]。極北鯢在無冬眠飼養期間生長強度具有先增強后減弱的變化過程，在此期間除光照因素外其他生態因子基本保持相對穩定狀態，這種變化與水生動物因光照周期的變化而引起生理過程發生變化的原因相似[27～28]，可能都與光照周期變化有關。

極北鯢在無冬眠飼養條件下體重和體尺的各項指標之間、體尺的各項指標之間的相關性顯著，通過多元線性回歸分析建立極北鯢無冬眠飼養期間體重和體尺的指標之間的最優回歸方程是 Y=-19.128+3.536X+1.238Z (R=0.826，R2=0.747， 校 正R2=0.778)，可為極北鯢人工飼養及進一步研究提供參考依據。

在人工條件下開展對極北鯢的無冬眠飼養是現實可行的，在無冬眠飼養過程中為極北鯢投喂的飼料在蛋白質含量達到極北鯢需求的基礎上，合理增加飼料中的脂肪和能量含量，對極北鯢幼體的生長發育具有極大促進作用，進而可以縮短其飼養周期；能讓極北鯢成體在下一年繁殖期到來之前準備更充足的能量；這與提高人工養殖林蛙越冬存活率的原理相近[29～30]，通過提高體內脂肪的存儲量，也可以提高極北鯢越冬的存活率。但是極北鯢的冬眠習性是否是其為繁殖期前所必須的生命過程，無冬眠飼養是否會對極北鯢成體第二年的繁殖造成影響以及會造成何種影響，這些疑問需要進一步開展試驗加以驗證。