青海湖裸鲤仔稚鱼耳石结构特征与早期生长相关性分析

汪洋1,2,方弟安1,匡箴1,谈龙飞1,3,梁翼东1,3,罗慧1,3,祁洪芳2,徐东坡1*

(1.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心 农业农村部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏 无锡 214081;2.青海湖裸鲤救护中心 青海省青海湖裸鲤繁育与保护重点实验室,青海 西宁 810016;3.上海海洋大学 水产与生命学院,上海 201306)

摘要:为了解青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)仔稚鱼耳石结构特征与其早期生长的相关性,通过采集典型洄游产卵河道的青海湖裸鲤野生仔稚鱼和同期人工培育的仔稚鱼,观察仔稚鱼耳石微结构特征,确认第一轮纹出现时间和耳石轮纹沉积规律,并拟合耳石轮纹数、轮纹间距与日龄间的关系。结果表明:青海湖裸鲤仔稚鱼耳石生长呈日周期性,日龄以轮纹数(N)+1进行推算;根据日龄和采样日期推算,2020年从青海湖支流沙柳河采集的野生仔稚鱼孵化期为6月5日—8月14日,主要集中于7月中旬和8月初,从泉吉河采集的野生仔稚鱼孵化期为6月27日—8月3日,孵化高峰期在7月中旬,与早期野外资源现场调查发现鱼卵的孵化期时间基本吻合;野生与人工培育仔稚鱼全长(LT)与日龄(t)均呈极显著线性相关(P<0.001),耳石长度与仔稚鱼全长呈显著线性相关(P<0.05),其中,15 ℃条件下人工培育的仔稚鱼相关系数最高,此条件下的人工培育仔稚鱼全长拟合方程为LT=0.167 2t+10.377(R2=0.689 0,P<0.001)。研究表明,青海湖裸鲤仔稚鱼耳石生长受环境因子影响较大,且耳石的沉积变化与仔稚鱼生长发育关系密切。

关键词青海湖裸鲤;耳石轮纹;日龄;孵化期

鱼类耳石是由碳酸钙、蛋白质及微量元素构成的结晶体[1],其较早地沉积在鱼类内耳中,组成和结构较稳定。研究表明,鱼类耳石的沉积受其生理和环境等多重因素影响,耳石的形态结构存在种群差异和种间差异[2],通过耳石微结构能较为客观准确地推算出鱼类整个生命周期的相关信息[3]。自1899年Rebish用耳石鉴定出欧洲鲽(Pleuronectes platessa)年龄后,耳石便成为国内外学者研究鱼类年龄特征的重要材料。在国内,1989年董双林等[4]首先利用耳石对鲤(Cyprinus carpio)仔稚鱼的日轮开展了相关研究;随后解玉浩等[5]利用耳石日轮研究了香鱼(Plecoglossus altivelis)的生长规律并推算出产卵期和孵化期等;区又君等[6]通过耳石日轮研究了珠江黄唇鱼(Bahaba flavolabiata)幼鱼的产卵期和生长特性。近年来,利用耳石形态特征和微结构进行高原裂腹鱼类早期生活史和年龄鉴定等方面的研究日渐丰富[7-8]

青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)隶属于裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)裸鲤属(Gymnocypris),是生存于青海湖及其附属水系的特有鱼类,每年繁殖季节洄游到青海湖附属淡水支流中产卵。关于青海湖裸鲤的研究常见于种群结构[9]、生长与繁殖[10]及遗传多样性[11]等方面,对其仔稚鱼生长特征的研究相对匮乏。青海湖裸鲤繁殖洄游的河流主要有布哈河、沙柳河、泉吉河和黑马河,其中,布哈河位于青海湖西北部,是最大的入湖河流,河流长约300 km,是青海湖裸鲤的最大产卵场;沙柳河位于青海湖北部,是青海湖流域第二条大河,河流长为106 km,每年有将近20%~25%的青海湖裸鲤经此洄游;泉吉河位于青海湖北部,河流长为63.4 km;黑马河位于青海湖南部,河流长为17.2 km。本研究中,选择河流里程适中、河口断面相近的泉吉河及沙柳河设置采样点,通过采集野生仔稚鱼观察青海湖裸鲤早期仔稚鱼耳石的形态、生长和微结构特征,确定耳石轮纹日周期的形成规律,进而计算日龄,并根据日龄推算亲本群体的孵化期及亲本群体的准确繁殖时间,以期为青海湖裸鲤的资源保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

野生早期仔稚鱼:于2020年5月26日—8月31日在青海湖支流沙柳河、泉吉河开展早期资源调查,并于2020年6月2日—8月31日在沙柳河(37°18′50.93″ N、100°08′6.86″ E)和泉吉河(37°14′7.10″ N、99°53′3.78″ E)采集青海湖裸鲤野生仔稚鱼。采集工具为可调节方口的拖网,网口长0.8 m、宽0.5 m,网身长2 m,网目0.25 mm,末端连接长0.2 m、直径0.1 m且尾部可打开的圆柱形仔鱼收集装置。从沙柳河和泉吉河采集的样本中分别随机选取150尾和100尾仔稚鱼作为试验对象,剩余仔稚鱼全部放生。

人工培育仔稚鱼:2020年6月自沙柳河、泉吉河捕获性成熟并洄游产卵的青海湖裸鲤亲鱼,人工采卵授精,所得受精卵在沙柳河泉吉河人工增殖实验站孵化车间经人工孵化破膜。从已知破膜日龄的仔稚鱼群体中随机采集900尾进行试验。

1.2 方法

1.2.1 耳石样本的采集与形态观察 将采集的青海湖裸鲤野生仔稚鱼浸泡于体积分数为4%的福尔马林溶液5 min,然后迅速转入中性乙醇中保存并带回实验室。将仔稚鱼置于连接有相机(IMG Camera)的体视显微镜(Nikon SMZ745T)下,先用测微尺测量仔稚鱼全长(精确到0.01 mm),再用解剖针剖取同侧微耳石和矢耳石,提取到的耳石用无水乙醇洗净后风干,最后用中性树脂将耳石封存于载玻片上,编号、风干保存以备用。利用光学显微镜和与之相连的计算机图像分析系统(Jiseki ARP/W version 5.20,Ratoc System Engineering Company,Tokyo,Japan)测量耳石轮纹间距(与前一轮的距离)、耳石各区半径,记录轮纹数量并拍照保存。

耳石清晰度辨别参考张国[12]对耳石生长轮的分类方法,即第一种类型为耳石生长轮完整不间断,可以清楚识别明暗带;第二种类型为耳石生长轮不完整,部分区域轮纹模糊无法识别,但至少有一侧连续的生长带,可辨别明暗带;第三种类型为整个耳石模糊不清,基本无法识别出完整的耳石生长轮。仔稚鱼日龄等于耳石轮纹数(N)+1,孵化期为采样日期减去仔稚鱼日龄[13]

1.2.2 耳石轮纹形成特征及沉积影响试验

1)耳石轮纹形成特征。通过温度标记验证青海湖裸鲤仔稚鱼耳石轮纹沉积规律,参考Barnes等[14]、严太明等[7]的方法。从已知破膜日龄的人工培育仔稚鱼群体中随机选取450尾,为确定其轮纹标记起点,先将试验鱼苗置于循环控温培养缸(容积为30 L)中,在(24.0±0.5)℃条件下恒温培养24 h后,开始正式试验。试验开始后以24 h为一个周期,8:30—20:30在(18.0±0.5) ℃恒温养殖12 h,然后在20:30—8:30调整为(12.0±0.5)℃恒温养殖12 h。每日换温前关闭循环水泵30 min,并以轮虫为生物饵料进行饲喂。隔天取样一次,每次取样2~6尾,取样仔稚鱼经测量全长后,剖取微耳石和矢耳石,于显微镜下观察耳石轮纹形成规律。仔稚鱼与耳石样品处理同“1.2.1节”。

2)温度对耳石轮纹沉积的影响试验。再选取同时期人工孵化培育的破膜仔稚鱼450尾,放养于10、15、20 ℃ 3个不同的恒温循环水养殖箱中,每个温度组设置3个平行,每个平行放50尾。每日早、晚定时投喂轮虫,投喂时关闭循环水泵30 min,以保证仔稚鱼摄食效率。试验前期每3 d取样一次,试验后期每6 d取样一次,每次从每个平行中随机取4尾鱼,每次共取样36尾,取样结束后,将剩余仔鱼放回恒温循环水养殖箱中继续培养。仔稚鱼与耳石样品处理同上。在显微镜下观察不同温度下耳石轮纹形成的差异。

1.3 数据处理

试验数据均以平均值或平均值±标准差表示。采用Excel 2021软件拟合耳石轮纹数、轮纹间距与日龄间的关系。采用SPSS 17.0软件中的T检验进行显著性检验分析,显著性水平设为0.05,采用Adobe Photoshop CS 6软件制作耳石图片。

2 结果与分析

2.1 微耳石与矢耳石的形态观察与结构特征

1)耳石形态。对青海湖裸鲤初孵仔稚鱼可明显观察到微耳石与矢耳石,由于早期仔稚鱼星耳石出现时间晚,轮纹清晰度差,且不容易解剖,故本研究中仅采用微耳石和矢耳石。微耳石近圆形,中心核和原基居中,背腹区较为扁平,轮纹间距较窄,前后区呈圆弧状,轮纹间距较宽,微耳石随着仔稚鱼生长逐渐沉积,但形态并无明显变化。相较于微耳石,矢耳石的形态变化较为明显,随着仔稚鱼的生长,其由早期的近圆形明显变为贻贝形,中心核和原基也逐渐偏移,靠近背区,背区逐渐趋于平直,轮纹间距越来越窄,腹区基叶末端略尖,轮纹间距越来越宽(图1)。通过对野生仔稚鱼和人工培育仔稚鱼观察发现,青海湖裸鲤仔稚鱼微耳石与矢耳石的中心核(N)与原基(P)分化类型较多,以1N4P、1N6P为主,在丰富的耳石中心核与原基分化类型中,1N1P仅存在极少数,野生仔稚鱼耳石的多中心核多原基类型占比更高,但这些多核多原基的产生机理尚不清楚(图1)。

图1 青海湖裸鲤仔稚鱼微耳石和矢耳石形态
Fig.1 Otolith development of lapillus and sagitta in Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles

2)生长轮清晰度。从150尾沙柳河野生仔稚鱼中共剖取同侧微耳石和矢耳石各150个,微耳石中34.00%的耳石属于第一种类型,60.67%的属于第二种类型,5.33%的属于第三种类型;矢耳石中10.00%的耳石属于第一种类型,70.67%的属于第二种类型,19.33%的属于第三种类型。

2.2 耳石轮纹形成规律

通过对已知孵化时间的人工培育仔稚鱼进行温度标记试验,结果表明,耳石标记起点轮明显且宽度显著高于其他标记轮,之后每天形成1轮,轮纹宽度较为平均(图2)。T检验分析显示,微耳石、矢耳石各标记轮生长均无显著性差异(P>0.05)(表1)。微耳石标记轮纹数量(IL)、矢耳石标记轮纹数量(IS)与轮纹标记时间(D,d)呈线性相关,线性回归方程分别为:IL=1.004 4D-0.069 4(R2=0.995 8,n=26),IS=1.005 2D+0.004 4(R2=0.995 7,n=25)(图3),方程斜率分别为1.004 4、1.005 2,由此表明,青海湖裸鲤仔稚鱼耳石生长呈日周期性,生长轮即为日轮。

表1 青海湖裸鲤仔稚鱼微耳石、矢耳石各标记轮纹宽度

Tab.1 Width of each marking rings of lapillus and sagitta of Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles

标记轮纹数number of marking increment耳石轮纹宽度/μmwidth of otolith marking rings微耳石 lapillus矢耳石 sagitta117.30±1.2311.33±1.59210.26±1.696.14±1.21310.32±1.786.23±1.2249.89±1.456.17±1.10510.33±1.326.18±1.2169.89±1.626.14±1.44710.02±1.656.14±0.84810.02±1.286.39±1.0799.97±1.355.74±1.13109.97±1.036.24±1.20

图2 青海湖裸鲤仔稚鱼微耳石和矢耳石标记轮纹
Fig.2 Marking rings of lapillus and sagitta of Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles

图3 微耳石和矢耳石标记轮纹数量与标记时间的关系
Fig.3 Relationship between number of lapillus and sagitta marking rings and the marking time

2.3 野生仔稚鱼日龄与孵化期的推算

日龄以轮纹数N+1进行推算,推算出2020年沙柳河青海湖裸鲤仔稚鱼日龄范围为10~34 日龄,主要集中于15~22 日龄,其中20 日龄占比最高(16.11%),平均日龄为(19.47±3.58)d;泉吉河仔稚鱼日龄范围为4~30 日龄,主要集中于14~22 日龄,其中19日龄占比最高(12.00%),平均日龄为(16.29±5.49) d(图4)。

图4 沙柳河与泉吉河青海湖裸鲤仔稚鱼日龄分布
Fig.4 Distribution of daily age of Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles from Shaliu River and Quanji River

通过“1.2.2节”的可控试验确证了日龄计算方法,根据日龄对采集到的野生青海湖裸鲤仔稚鱼进行孵化期的推算,沙柳河青海湖裸鲤孵化期为6月5日—8月14日,整体持续时间较长,有7月中旬和8月初两个孵化高峰期;泉吉河青海湖裸鲤的孵化期为6月27日—8月3日,孵化时间较为集中,孵化高峰期在7月中旬(图5)。

图5 沙柳河与泉吉河青海湖裸鲤仔稚鱼孵化期
Fig.5 Distribution of incubation period of Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles from Shaliu River and Quanji River

2.4 耳石轮纹间距差异

野生仔稚鱼的耳石轮纹间距统计表明:仔稚鱼的微耳石和矢耳石轮纹间距均先增大,沙柳河和泉吉河野生仔稚鱼(样本数分别为146、86尾)的微耳石均在第8轮时达到最大值,后逐渐减小,分别在第29轮和第27轮时达到最小值,之后又逐渐增大,轮纹间距平均值分别为(7.63±2.05)、(9.29±3.04)μm;沙柳河和泉吉河野生仔稚鱼(样本数分别为76、70尾)的矢耳石均在第10轮时达到最大值,后逐渐减小,均在第26轮时达到最小值,之后又逐渐增大,轮纹间距平均值分别为(6.92±1.19)、(7.01±1.22)μm(表2)。

表2 仔稚鱼耳石轮纹间距的变化

Tab.2 Changes in the increment width of otolith rings of Gymnocypris przewalksii larvae and juveniles μm

轮纹序号increment No.养殖鱼微耳石lapillus of farmed fish10 ℃15 ℃20 ℃微耳石lapillus 沙柳河泉吉河矢耳石sagitta 沙柳河泉吉河16.0756.9216.8016.1206.7315.4635.48927.3958.6118.1947.4237.6236.4346.33838.2619.5058.9807.8408.5036.6846.73648.7329.74410.1397.9689.0457.6167.00258.8479.83810.4999.4749.8907.5047.11969.2889.45110.32810.51610.3117.3857.80379.0169.0419.92810.56911.1257.7828.63289.0888.7699.56011.00511.4508.1508.55698.8939.32910.28510.81811.2548.5618.697108.6519.2139.87910.64411.2239.1808.909118.1718.61210.30110.57710.7758.9658.739128.5588.49310.25710.41510.7378.5808.683137.8117.86710.1579.9999.7578.2958.412147.4928.48010.0139.1069.3468.3088.400157.9238.1269.7398.6428.8587.9277.744167.3898.4609.2358.3388.9287.2106.814轮纹序号incrementNo.养殖鱼微耳石lapillus of farmed fish10 ℃15 ℃20 ℃微耳石lapillus 沙柳河泉吉河矢耳石sagitta沙柳河泉吉河177.6497.6919.1127.7397.9926.5667.192187.7508.7879.6667.3387.7876.8006.667198.0688.7958.9777.0067.4216.6145.785207.0558.9319.8796.5006.9106.3145.839216.6247.8089.1396.3606.4956.1616.062226.7937.5178.9265.7625.7756.4906.065236.6807.9058.7825.8466.1456.6225.980246.6448.3819.0645.8725.8316.1125.851255.8365.4165.2505.355265.3464.2604.4404.789275.3323.5385.3576.011284.7543.8185.3046.474294.3654.3845.856303.0085.901316.560

人工培育仔稚鱼的恒温试验结果显示,耳石轮纹间距先随着轮纹数的增加而增大,10 ℃下培育的仔稚鱼微耳石在第6轮时达到最大值,为(9.29±3.04) μm,15 ℃与20 ℃下培育的仔稚鱼微耳石在第5轮时达到最大值,分别为(9.84±2.61)、(10.50±3.40) μm,之后轮纹间距呈一定的趋势递减,递减趋势随温度的增加而减小,轮纹间距平均值依次为10 ℃<15 ℃<20 ℃(表2)。

2.5 仔稚鱼耳石生长特征

耳石长度(LO,μm)是耳石前区和后区半径之和,统计分析表明,青海湖裸鲤仔鱼微耳石长度(LOL,μm)、矢耳石长度(LOS,μm)与仔稚鱼全长(LT,mm)均呈线性相关关系(P<0.05),其中,人工培育仔稚鱼微耳石相关系数最高(R2=0.650 6),沙柳河野生仔稚鱼矢耳石相关系数最低(R2=0.287 3),野生仔稚鱼耳石长度与全长的相关系数均低于人工培育仔稚鱼,人工培育仔稚鱼耳石长度与全长的拟合度优于野生仔稚鱼(图6)。

图6 仔稚鱼微耳石和矢耳石长度与全长的关系
Fig.6 Relationship between otolith length of lapillus or sagitta and the total length of larvae and juveniles

2.6 仔稚鱼生长特征

青海湖裸鲤野生仔稚鱼与人工培育仔稚鱼的全长与日龄均呈线性相关关系(P<0.01),在15 ℃环境条件下,人工培育仔稚鱼全长与日龄的相关系数最高,泉吉河和沙柳河野生仔稚鱼全长与日龄的相关系数较低,相关方程分别为

LT=0.167 2t+10.377,n=51,R2=0.689 0,

P<0.001 (15 ℃人工培育仔稚鱼),

LT =0.155 6t+10.346,n=100,R2=0.499 2,

P<0.001 (泉吉河野生仔稚鱼),

LT =0.152 8t+10.254,n=149,R2=0.417 2,

P<0.001 (沙柳河野生仔稚鱼)。

式中:LT为仔稚鱼全长(mm);t为日龄(d)。

在10、15、20 ℃ 下人工培育的仔稚鱼全长平均生长速率分别为0.128、0.167、0.175 mm/d,沙柳河、泉吉河野生仔稚鱼全长平均生长速率分别为0.155、0.157 mm/d。不同生境中培育的仔稚鱼全长平均生长率依次为20 ℃人工培育>15 ℃人工培育>泉吉河>沙柳河>10 ℃人工培育。

3 讨论

3.1 耳石轮纹形成规律

本研究发现,青海湖裸鲤仔稚鱼矢耳石随发育会明显地由椭圆形向贻贝形变化,背区轮纹的堆积使得整圈轮纹不完整,轮纹计数时易受副轮纹干扰,矢耳石不适合作为轮纹统计材料,但其多变的外形特征有助于仔稚鱼发育时期的鉴别,较多的中心核和原基会引起扇形拼面并造成褶皱,这种特殊的耳石形态有助于种间鉴别。微耳石近椭圆形,耳石外形变化较为稳定,一圈轮纹也较为完整,在轮纹计数时,主轮纹较为清晰,能避免副轮纹干扰。由于矢耳石中有19.33%的耳石轮纹清晰度较差,导致轮纹无法辨别,而微耳石中仅有5.33%的耳石轮纹无法辨别,因此,可用微耳石作为轮纹统计材料,这与对松潘裸鲤[7]、哲古错高原裸鲤[15]、兰格湖裸鲤[16]的研究结果相似。由此推断,裸鲤属鱼类早期仔稚鱼更适宜用微耳石进行日龄研究。

鱼类耳石第1日轮的出现,受种间特异性和环境等多种因素的影响[17]。研究表明,耳石第1日轮出现的时间不一致,如鳙(Aristichthys nobilis)[18]、骨唇黄河鱼(Chuanchia labiosa)[19]、鸭绿江香鱼(Plecoglossus altivelis)[5]、齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)[8]和大银鱼(Protosalanx hyalocranius)[20]等均在出膜后第2天耳石沉积出第1日轮;部分鱼类受摄食等其他因素影响,耳石第1日轮出现较迟,如池沼公鱼(Hypomesus olidus)[21]在出膜后第6~7天耳石出现第1日轮,梭鱼(Sphyraenus)[22]出膜后第3天耳石才出现第1日轮,罗非鱼耳石第1日轮于出膜前出现,鲤[4]、黑鲷(Acanthopagrus schlegeli)[23]则在出膜24 h内耳石出现第1日轮。本研究中发现,青海湖裸鲤仔稚鱼耳石原基分化较多,第1、2日轮混乱,到第3日轮才可清晰辨别,无法准确辨别第1日轮出现时间,故参考生存环境相似的骨唇黄河鱼[19]和同科同属的松潘裸鲤[7]等鱼的研究结果,推断青海湖裸鲤耳石第1日轮的出现时间为出膜后第2日,并利用温度标记验证青海湖裸鲤耳石轮纹沉积规律,结果表明,青海湖裸鲤耳石轮纹沉积呈现日周期性,与对骨唇黄河鱼[19]和松潘裸鲤[7]的研究结果一致,故青海湖裸鲤仔稚鱼日龄可用日轮数N+1表示。

3.2 耳石轮纹间距与耳石生长特征

鱼类耳石的沉积主要受光周期、温度和营养等因素的影响[24]。本研究中,人工培育仔稚鱼第2~5轮轮纹间距增大,野生仔稚鱼第2~8轮轮纹间距增大,这与卵黄的吸收速率及开口摄食相关。研究表明,鱼体生长速度会随着食性变广而加快,且仔稚鱼耳石轮纹的宽度变化与营养转换密切相关[25]。天然水体饵料种类繁多,营养丰富,仔稚鱼能更好更快地开口,迅速衔接并转变营养方式;而人工培育条件下饵料来源和仔稚鱼营养单一,开口效率较低,营养方式转变速率迟缓[26],从而导致第5~8轮轮纹间距的差异。第8轮之后轮纹间距逐渐缩小,与生长发育过程和环境因子等相关[8],如水温[17,27]、光照[20]和饵料丰满度[17,27]等。此外,鱼类耳石的沉积变化与仔稚鱼生长发育关系也密切相关[27],随着温度的上升,轮纹间距缩小幅度逐渐减缓,野生仔稚鱼第24轮前的轮纹间距平均值为8.41 μm,轮纹间距缩小幅度较大,可能与野生仔稚鱼生存环境复杂、河道中饵料生物较少有关。说明在一定范围内,耳石沉积速度、轮纹间距与温度呈正相关,但温度并未改变轮纹间距整体缩小的幅度,表明水温与饵料是青海湖裸鲤仔鱼耳石沉积过程中两个极其重要的因素。鱼类会随着食性变广生长加快,故野生仔鱼第26轮后轮纹间距又出现上升趋势。

在今后的研究中,可利用青海湖裸鲤生长对环境条件的敏感性,在实际生产中结合压力标记方法,在人工增殖放流前期通过控温、控料和控盐等方法改变鱼苗生活环境,在耳石上沉积出放流标记轮,再利用耳石轮纹鉴定方法有效区分青海湖裸鲤人工增殖放流群体和自然繁殖群体,为青海湖裸鲤人工增殖放流效果评估提供客观有效的依据。

3.3 野生仔稚鱼孵化期推算及早期生活史评估

青海湖裸鲤是溯河洄游型鱼类,亲鱼在繁殖季节从咸水湖洄游至淡水支流繁殖产卵[8],孵化后的仔稚鱼会暂留于淡水支流,然后逐渐返回咸水湖泊中。本研究中以沙柳河为例,由于初孵仔鱼尚不具备游动能力,暂时停留于产卵场,以耳石轮纹数N+1推算的日龄结果显示,沙柳河河道中采集到的最小漂流仔稚鱼为10日龄,平均日龄和众数日龄均为20日龄,最大为34日龄,说明10日龄的仔稚鱼已经具备一定的游泳能力,能离开产卵场主动觅食,并开始探索产卵场以外的区域;河道中漂流的仔稚鱼以20日龄为主,说明20日龄已具备较强的游泳能力,可以自主游动,寻觅食物,且河道中也完全具备这个日龄段仔稚鱼生存的环境条件和较多的饵料生物;仔稚鱼发育至34日龄左右后,河道环境可能已无法满足仔稚鱼发育条件,仔稚鱼基本回湖发育,如长江凤鲚发育可能需要咸水环境,故在40日龄左右开始从半咸水区域游回咸水区[28]。可能是仔稚鱼随洪水被动回湖,或是饵料生物不足,或是敌害等因素的影响,也有可能是调查方法的原因,本试验中未能捕获到较大日龄的仔稚鱼,后续应完善采样方法,并利用耳石微化学技术,对青海湖裸鲤早期的生活史做详尽的剖析。

本研究表明,沙柳河中野生种群孵化期持续时间为70 d,且有两个孵化高峰期,而泉吉河中野生种群孵化期持续时间仅37 d,此差异与沙柳河河道在青海湖裸鲤繁殖季节洪水频发有关,洪水冲击使亲鱼洄游受阻,导致繁殖中断,繁殖时间延长。7月中旬同为两个河道野生群体孵化高峰期,可能与特殊的高原气候有关,泉吉河径流量相较于沙柳河小,且水情稳定,孵化较为集中。由于青海湖裸鲤的产卵场以沙砾底质为主,大小卵石分布其间,处于水流缓慢的河道浅滩,但沙柳河两岸多山,地势起伏多变,因此,频发洪水致使沙柳河的产卵场更容易被破坏,造成繁殖时间延长。

本研究中,根据青海湖裸鲤仔稚鱼日龄推算野生仔鱼孵化期,结果与早期资源野外现场调查发现鱼卵的时间基本吻合。因此,将耳石作为鱼类早期生活史研究的有效材料[29],利用其日轮技术推算青海湖裸鲤孵化期,可弥补野外早期资源调查方面的不足,对青海湖裸鲤野生环境下的早期生活史做更详细地解析,可为青海湖裸鲤资源监测工作提供科学依据,在繁殖期间重点保护洄游河流的产卵场和育幼场,更好地提高野生种群的繁殖性能。

3.4 青海湖裸鲤仔稚鱼生长特征

本研究中发现,青海湖裸鲤仔稚鱼耳石长度与全长及仔稚鱼全长与日龄均呈显著线性相关关系,生长环境情况不同的仔稚鱼略有差异,人工培育仔稚鱼拟合度要高于野生仔稚鱼,这可能与野生仔稚鱼受水体流速、降水强度及其他环境因子的影响较多,导致其被动漂流情况下饵料可获性降低,食物保障受限,生长发育受到影响有关[24],而人工培育仔稚鱼能定时补充食物,保持较好的生长发育。本研究中发现,人工培育仔稚鱼的生长速率随温度的升高而加快,说明温度是影响青海湖裸鲤仔稚鱼生长发育的重要因素,在一定范围内,温度越高仔稚鱼生长速度就越快,这与王亚利等[30]对四川华鳊(Sinibrama taeniatus)仔稚鱼的研究结果相似。本研究中,泉吉河野生仔稚鱼平均生长率为0.157 mm/d,而沙柳河为0.155 mm/d,二者的不同可能与各河道水深、日照、水温、流速和泥沙量等环境因子的差异有关。野生仔稚鱼耳石长度与全长线性关系较弱,拟合度较低,表明野生仔稚鱼生长发育受环境因素影响较大,但也有遗传多样性方面的原因[11];而15 ℃人工培育仔稚鱼的全长与日龄线性关系最强,方程拟合度最高,说明在相同条件下,15 ℃是青海湖裸鲤仔稚鱼生长代谢的最适宜温度。李建军[31]研究发现,青鱼仔鱼平均生长率为0.236 2 mm/d,草鱼仔鱼为0.277 1 mm/d,鲢仔鱼为0.235 0 mm/d,均与青海湖裸鲤仔鱼的生长率(0.167 mm/d,15 ℃人工培育)差距较大。青海湖裸鲤发育迟缓可能与青海湖水域特殊的气候特征、地理环境及湖泊初级生产力低等因素有关。

4 结论

1)青海湖裸鲤仔稚鱼耳石轮纹沉积呈现日周期性,仔稚鱼日龄可用耳石轮纹数N+1表示,且青海湖裸鲤更适宜采用微耳石进行日龄研究。

2)水温和饵料是影响青海湖裸鲤耳石沉积的重要因素,在一定范围内,轮纹沉积速度、轮纹间距与水温呈正相关。

3)根据青海湖裸鲤仔稚鱼日龄推算野生仔鱼孵化期,结果与早期资源野外现场调查发现鱼卵的时间基本吻合,其中,泉吉河野生群体的孵化期较沙柳河野生群体集中。

4)温度是影响青海湖裸鲤仔稚鱼生长发育的重要因素,相同条件下,15 ℃是青海湖裸鲤仔稚鱼生长代谢的最适宜温度。

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Correlation between otolith structure and early growth of Gymnocypris przewalskii larvae and juveniles

WANG Yang1,2,FANG Di’an1,KUANG Zhen1,TAN Longfei1,3,LIANG Yidong1,3,LUO Hui1,3,QI Hongfang2,XU Dongpo1*

(1.Key Laboratory of Freshwater Fisheries and Germplasm Resources Utilization,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Freshwater Fisheries Research Center,Chinese Academy of Fishery Sciences,Wuxi 214081,China;2.Laboratory of Breeding and Conservation of Naked Carp in Qinghai Lake,The Rescue and Rehabilitation Center of Naked Carp in Qinghai Lake,Xining 810016,China;3.College of Fisheries and Life Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

AbstractIn order to clarify relationship between structure of otolith and early growth characteristics in larval and juvenile Gymnocypris przewalskii, the microstructural characteristics was observed and the appearance time of the first rings and deposition pattern of the otolith rings were comparatively identified in larval otolith of cultured and wild G.przewalskii from artificial breeding and collected from Shaliu River (37°18′50.93″ N, 100°08′6.86″ E) and Quanji River (37°14′7.10″ N, 99°53′3.78″ E), the migratory spawning tributaries of Qinghai Lake. The otolith deposition was observed in the larvae and juveniles exposed to 10, 15, and 20 ℃ in temperature marking test and the correlations between the otolith daily age, width of otolith marking rings and daily age were fitted. It was found that the deposition of otolith diurnal cycle is daily. The larval fish daily age was calculated by the otolith rings number plus 1 (N+1). The daily age and sampling date revealed that the larvae and juveniles collected in Shaliu River in 2020 were incubated from June 5th to August 14th, peak in mid-July and early August. The larvae and juveniles in Quanji River were incubated from June 27th to August 3rd, the peak period in the mid-July. The results above were basically consistent with the fish larvae appearance time found in field investigation. The total length of larval and juvenile had significant linear, correlated with daily age, the otoliths length had significant linear correlated with fish total length with the maximal correlation coefficient in the artificially cultivated larvae and juveniles at water temperature of 15 ℃. The fitted equation was shown to be LT=0.167 2t+10.377(R2=0.689 0, P<0.001). The otolith growth of the larvae and juvenile was greatly affected by the environmental factors, and the variation of otolith deposition was closely related to the growth and development of larvae and juveniles.

Key wordsGymnocypris przewalskii; otolith ring; daily age; incubation period

收稿日期2023-04-28

基金项目中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2023TD65)

作者简介汪洋(1989—),女,工程师。E-mail:458354103@qq.com

通信作者徐东坡(1982—),男,博士,研究员。E-mail:xudp@ffrc.cn

DOI10.16535/j.cnki.dlhyxb.2023-102

文章编号:2095-1388(2024)01-0020-09

中图分类号S 917.4

文献标志码:A