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不同体长鮻耳石锶标记效果比较研究

2022-10-26张博伦郑德斌曾祥茜

天津农业科学 2022年10期
关键词:耳石幼鱼体长

钱 红,王 硕,张博伦,郑德斌,曾祥茜,郭 彪

(1.天津市水产研究所,天津 300457;2.天津市农业发展服务中心,天津 300061;3.天津市海洋牧场技术工程中心,天津 300457)

鮻(),属辐鳍亚纲、鲻形目、鲻科、鮻属,又称梭鱼、赤眼鲻、西鱼、黄鲻、泥鲻,主要分布于日本、朝鲜以及中国沿海等,多栖息于沿海及江河口的咸淡水中,亦能进入淡水中生活。鮻属植食和腐屑食性,处于食物链的下层,具有食物链短、生长迅速、适应性强等优点;同时鮻增养殖有利于促进其所处水域生态系统的物质、能量流动,起到净化水质、维持水域生态平衡和优化环境的作用。因此,国内许多地区均把鮻列入本地区增殖放流的主要规划种类之一。以天津市为例,2006—2021年期间,总计放流鮻8 571.602万尾,是所有海洋鱼类放流物种中数量最大的一个种类。增殖放流效果评估是放流工作体系的重要环节,科学准确全面的放流效果评估可以促进增殖活动的有效开展。目前,海洋渔业生物放流增殖效果评估的主要方法包括个体标记和回捕率分析。近年来,学者们广泛开展放流生物的个体标记技术研究,以期获得更加准确的评估效果,提升增殖放流工作效率和海洋渔业生态环境修复的效果。

耳石是鱼类生境变迁的记录者已成为学者的普遍认知,其主要原因是耳石钙化结构具有新陈代谢惰性,沉积在耳石中的生境元素能永久性保存。随着耳石微化学分析检测技术手段的成熟,其被广泛应用于鱼类生境地重建和种群地鉴定。随着学者们对小规格鱼类大规模标记方法的探索,耳石锶标记技术逐步被尝试应用于小规格鱼类大规模标记工作。其基本原理是人为提升养殖水环境中的锶离子浓度,使锶元素在鱼类耳石中富集,利用鱼类耳石中生境元素能够永久保存的特性,在受标鱼耳石特定区域形成耳石指纹。耳石锶标记技术最初应用于淡水鱼类,随着学者们的探索,逐步应用于大黄鱼、褐牙鲆、黑鲷等海水鱼类。

鱼类在整个生长发育过程中,其耳石形态结构会发生不同程度的生长变化,尤其在生长发育的早期阶段。随着鮻的生长发育,其矢耳石由圆润瓜子状渐变为褊窄叶片状,中央听沟由直管状变为烟斗状,边缘不规则程度明显增加,整体上鮻矢耳石长和宽与体长呈幂函数关系,初期增长率较大,后期渐缓。鉴于不同体长鮻的耳石生长速率不同,锶离子在耳石沉积可能存在差异,本研究拟在Sr质量浓度50 mg·L的海水浸泡下,比较不同体长鮻耳石标记效果,以探讨鮻耳石锶标记中较为适宜的标记体长,旨在为大规模鮻耳石锶标记放流提供基础数据和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验用鱼的来源及暂养

试验用鱼为体长1.0±0.2 cm鮻幼鱼,采购于天津市渤研水产有限公司。标记试验前,鮻幼鱼在自然海水中暂养,盐度维持在22±1、水温维持在21.5±0.5℃、pH维持在7.90±0.1,暂养期间,每天投喂配合饲料3次,饵料投喂量为试验用鱼体重的2%,日补水量不超过10%,每个养殖缸补水约60 L。

1.2 标记试验方法

经测定试验使用自然海水Sr质量浓度为7.9 mg·L;依据自然海水Sr质量浓度,通过添加SrCl·6HO提升海水中Sr质量浓度至50 mg·L,作为整个试验的标记用水。

幼鱼饲养在暂养池中,待其长至1、3、5 cm时,分别随机挑选健康的幼鱼100条,将其转移到一个盛有600 L标记海水的养殖缸中标记48 h。在进行1 cm幼鱼标记的同时,随机挑选健康的幼鱼100条,转移到一个盛有600 L自然海水的养殖缸中,作为整个试验的对照组。标记期间,每天正常投喂但不换水。每次标记完成后,将全部标记幼鱼单独转移到一个独立的养殖缸(盛有自然海水600 L)进行后期饲养。5 cm幼鱼标记试验完成后25 d,从每个试验组随机挑选5尾鮻进行耳石微化学分析。后期养殖管理措施同暂养,每天观察并记录好幼鱼的死亡状况。

1.3 耳石微化学检测方法

耳石取样、前处理及耳石的EPMA分析同郭彪等[21]的方法。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010整理,不同时期鮻存活率采用χ检验进行统计分析,其他数据采用SPSS 19.0软件中单因素方差分析进行统计分析,采用Excel 2007和SigmaPlot 14软件作图。

2 结果与分析

2.1 标记期间与标记后鮻存活情况

在所有体长鮻标记期间,均未发生死亡情况;标记后养殖期间,不同体长组在不同时间段均有一定数量鮻死亡(表1),但各组间在各阶段死亡率均无显著差异(>0.05)。

表1 标记期间与标记后鮻的存活情况

2.2 不同体长鮻耳石上锶元素的面分布

对1、3、5 cm标记鮻和对照组鮻耳石的锶元素沉积情况上机进行EMPA面分析。对照组没有出现明显的“高锶标记环”,但3个不同体长组的15个样本均发现明显的“高锶标记环”(图1)。

图1 锶浓度处理后不同体长鮻耳石锶元素面分布结果

2.3 不同体长鮻耳石上锶元素线性分析结果

通过定量线分析可知,对照组的Sr/Ca比值一直保持相对平稳,而1、3、5 cm鮻的Sr/Ca比值分别在距核50~180 μm、360~480 μm、1 140~1 440 μm附近有显著提高阶段(图2)。定量线分析结果表明,所有体长组鮻在Sr质量浓度为50 mg·L的海水中浸泡48 h,其耳石均能形成明显的标记。

图2 不同处理组鮻耳石样品定量线分析结果

将鮻耳石的Sr/Ca比值平稳阶段定义为Ⅰ阶段,将显著变化阶段定义为Ⅱ阶段,并对鮻的Ⅰ阶段、Ⅱ阶段和Sr/Ca比峰值进行单因素方差分析,分析结果见表2。对照组和3个不同体长组Ⅰ阶段鮻耳石的Sr/Ca比值均值没有显著性差异(>0.05),不同体长组Ⅱ阶段鮻耳石的Sr/Ca比值值也没有显著性差异(>0.05)。鮻耳石的Sr/Ca比值峰值以及Sr/Ca峰值与Ⅰ阶段均值的比值在3个不同体长组的差异规律一致,其中体长1 cm鮻组显著高于体长3 cm鮻组和体长5 cm鮻组(<0.05),体长3 cm鮻组和体长5 cm鮻组间没有显著性差异(>0.05)。鮻耳石Sr/Ca比值Ⅱ阶段均值与Ⅰ阶段均值的比值在3个不同体长组存在显著性差异(<0.05),体长1 cm鮻组显著高于体长5 cm鮻组(<0.05),其他组间未见显著性差异(>0.05)。体长1 cm组鮻的标记环宽度显著高于体长5 cm组(<0.05),但是其他组之间没有显著性差异(>0.05)。距耳石核心的距离随着鮻体长的增加显著加长,3个体长组之间均存在显著性差异(<0.05)。

表2 不同处理组鮻耳石Sr/Ca比值变化

3 结论与讨论

科学区分放流群体和自然群体是准确评估增殖放流效果的基础,标志性放流是解决该问题的主要手段。挂牌标记、被动整合式雷达标等标记方法需要放流生物个体较大,而分子标记等标记方法需要放流生物清晰的遗传背景。因此,上述方法在增殖生物标记中有一定的局限性。耳石微化学标记技术突破生物个体大小和遗传背景资料的限制,已经在大黄鱼()、牙鲆()等海水鱼中得以验证。笔者先前的试验也表明,体长5 cm鮻在Sr质量浓度50 mg·L以上的海水中浸泡48 h,能够在其耳石上形成明显的“高锶标记环”。本研究中体长1、3、5 cm的鮻在Sr质量浓度50 mg·L以上的海水中浸泡48 h,其耳石均出现明显的“高锶标记环”。这证明通过人为提高海水中锶离子浓度的方法实现鮻耳石进行微化学标记是可行的。

锶广泛存在于岩石、土壤、水、空气和几乎所有的生物体中,适量的锶摄入具有防止骨质疏松、降低心脏病和高血压风险、延缓动脉粥样硬化等功能。而关于人体摄入锶导致中毒的数据尚没有报道,但日摄入680 mg是安全的。锶在鱼类肌肉中的富集与耳石中的不同,鲤()仔鱼经过607 d长期续养恢复后仍可在耳石发现留存清晰的高锶标记,但是经高锶处理的大黄鱼经过66 d暂养恢复,其肌肉中的锶含量与试验前相同,且此时其鳃、肾脏和肝脏锶的含量均与未标记大黄鱼上述器官的锶含量相近。本研究中标记的Sr质量浓度为50 mg·L,且标记时间仅为48 h,因此,被标记鱼类产生食品安全问题的可能性极小。本研究中,整个标记过程中,鮻未出现死亡,在后续暂养的各个阶段,其存活率与对照组也不存在显著性差异。现有的文献报道中,大麻哈鱼()、鳙()、牙鲆和黑鲷()幼鱼的存活率同样也未受到外源锶离子的影响。综上,将耳石锶标记技术作为小规格鮻苗种大规模标记的方法是安全的。

纪严等分析了体长在22~574 mm的鮻矢耳石长与体长的关系,发现鮻矢耳石长随个体发育生长而增大,矢耳石初期增长率较大,后期渐缓。锶离子标记鮻是利用环境中高锶离子在耳石中的沉积实现的。因此,其标记环的位置必然与鮻耳石的生长有关。本研究中,随着标记用鱼体长的增加,其标记环的宽度在下降,标记环的出现位置距耳石核心的距离也在增加,这些结果均与鱼类及其耳石的生长速率和增长模式相吻合。

王臣等研究发现,相同Sr标记浓度下大马哈鱼耳石Sr沉积峰均值和极值不稳定。本研究中,即使同一体长同一标记浓度下,不同鮻个体Sr/Ca峰值数值相差也较大,这种现象在体长1 cm鮻中体现的更加明显,体长3 cm鮻和体长5 cm鮻其不同个体间的差异明显下降。另外,本研究中体长1 cm鮻Sr/Ca峰值数值显著高于体长3 cm和体长5 cm鮻Sr/Ca峰值数值,这可能与更长体长的鮻拥有更高的基础代谢率和锶在鱼类耳石沉积的时滞特征有关。

综上所述,采用质量浓度50 mg·L的Sr进行小规格鮻大规模标记是安全的、可行的,体长1~5 cm鮻均能成功试验标记,且其存活率一致。标记环宽度、标记环位置等参数与鱼类耳石生长的规律相吻合,但是Sr/Ca峰值在标记个体之间不稳定,这种现象在体长1 cm鮻中体现的更加明显。因此,在增殖放流实践中,鮻苗种体长不是进行大规模标记的限制性因素,但是从标记效果的稳定性上考虑,我们建议采用3 cm以上的鮻进行标记。

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