灘頭雅羅魚ribodoncani幼魚繁殖環(huán)境的變化

灘頭雅羅魚ribodoncani幼魚繁殖環(huán)境的變化

海灘頭雅羅魚（dybolokin）也被稱為遠東雅羅魚。這是屬于鯉魚、李子和雅羅魚亞科的三頭魚。這是科魚類中唯一的一家，通過河流步行。它屬于稀有物種，只分布在綏芬河和圖達河。近年來,由于綏芬河兩岸植被覆蓋率下降,水土流失嚴重,河水混濁度加大導致灘頭雅羅魚的產(chǎn)卵環(huán)境發(fā)生了很大的變化再加上產(chǎn)卵期偷捕濫捕現(xiàn)象嚴重,致使該魚產(chǎn)卵種群數(shù)量呈逐年銳減趨勢。有資料顯示,自1988到2001的10年間,生殖洄游的灘頭雅羅魚種群數(shù)量由每年約2萬尾下降到3000尾左右,繁殖種群數(shù)量的銳減將直接影響洄游種群的數(shù)量。如何保護這一珍貴的魚類資源已迫在眉睫。目前對灘頭雅羅魚的研究還只停留在人工繁殖、生殖群體結(jié)構(gòu)、胚胎發(fā)育、種群親緣關系等方面,而水生態(tài)因子對其自身的影響研究還未見報道。本實驗以灘頭雅羅魚幼魚為實驗材料,研究其對NaCl和堿度的適應性。這一研究在提供灘頭雅羅魚種質(zhì)資源信息的同時,也為擴大這一珍稀名貴魚類的養(yǎng)殖利用奠定基礎。1材料和方法1.1實驗動物和容器實驗魚是由2對野生灘頭雅羅魚親魚人工繁殖得到的3月齡幼魚,親魚采自綏芬河東寧段。幼魚飼養(yǎng)在黑龍江水產(chǎn)研究所水族實驗車間,平均體長(5.83±0.5)cm,體質(zhì)健壯,無傷病。實驗前在水族箱內(nèi)暫養(yǎng)1周。實驗容器為長方形玻璃水族箱(長×寬×高=60cm×35cm×35cm)。實驗用水為經(jīng)曝氣24h以上的自來水,pH7.3±0.2,NaCl濃度0.603g/L,總堿度(ALK)1.11mmol/L。1.2實驗設計1.2.1nacl濃度耐受性實驗1.3數(shù)據(jù)的獲取及統(tǒng)計分析實驗期間,堿度用0.02mol/L的HCl標定,以酚酞、甲基橙-苯胺藍(混合)作指示劑。溶解氧用Winkler法測定,pH用EUTECH-PHtestr30酸度計測量,NaCl濃度用EUTECH-salttestr鹽度計測量。實驗過程中水溫22~25℃,溶解氧5~7mg/L,為保證實驗溶液濃度的大致穩(wěn)定和防止水質(zhì)惡化,所有溶液每隔24h更換50%水量,24h不間斷增氧,各組均不投餌,及時撈出死亡個體。每組實驗分別在1h、2h、4h、8h、12h、24h、48h、72h、96h記錄每個處理組的死亡數(shù)。數(shù)據(jù)采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行回歸分析,按照概率單位法,將各處理組不同時間平均累計死亡百分率轉(zhuǎn)換成概率單位,得出概率單位與實驗溶液濃度的回歸方程,求出NaCl濃度、堿度的半致死濃度(LC50)及95%置信區(qū)間。安全濃度SC=48hLC50×0.3/(24hLC50/48hLC50)22結(jié)果與分析2.1灘頭雅羅魚幼魚的急性毒性反應表現(xiàn)在整個實驗過程仔細觀察實驗幼魚的反應行為和死亡情況。對照組所有實驗魚在整個實驗過程中游泳、呼吸等行為無明顯的變化,而NaCl暴露組則出現(xiàn)不同的表現(xiàn)。在NaCl濃度低于14g/L的各組,放入幼魚較活躍,常在水面游動未見異常反應。在NaCl濃度高于14g/L的各組,幼魚剛放入時應激反應比較強烈,表現(xiàn)為急速游動,鰓蓋扇動頻率加快,呈狂躁環(huán)游狀態(tài),一段時間后逐漸安靜,活動減弱,鰓蓋扇動頻率逐漸減慢。NaCl濃度達到26g/L及以上濃度時,幼魚出現(xiàn)死亡,死亡時間大多集中在12h內(nèi),12h后只有少量個體死亡。NaCl濃度25g/L組,灘頭雅羅魚96h的存活率為100%,26~30g/L組幼魚在96h后仍有部分個體存活,隨著NaCl濃度的升高,死亡速度加快,死亡率逐漸上升。NaCl濃度在31g/L時幼魚入水8h后全部死亡。幼魚在12h內(nèi)死亡速度較快,在24h以后相對緩慢下來,甚至維持在一定水平,這說明灘頭雅羅魚幼魚對NaCl的耐受性很強。通過計算,灘頭雅羅魚幼魚對NaCl濃度耐受的12hLC50為28.81g/L,安全濃度為8.52g/L(表1)。2.2堿度對幼魚的急性毒性反應堿度對灘頭雅羅魚的急性毒性實驗結(jié)果見表2。在堿度55~70mmol/L的各實驗組,至96h仍有部分存活,其中55mmol/L組存活率達100%。隨著堿度的升高,對堿度的耐受力下降,死亡速度加快,死亡率急劇上升。堿度為80mmol/L以上各組實驗魚至96h全部死亡,其中115mmol/L組的幼魚入水8h全部死亡;90mmol/L和103mmol/L組的幼魚入水38h時死亡率達到100%。在堿度55~70mmol/L,幼魚剛放入水時快速游動,呼吸加快,1h后有所緩減,45h后開始出現(xiàn)死亡。而在堿度80~103mmol/L組,灘頭雅羅魚幼魚30min即出現(xiàn)中毒癥狀,表現(xiàn)為焦躁不安,沿著容器邊緣狂游,部分幼魚失去平衡,身體側(cè)翻,直至死亡。在碳酸鹽堿度115mmol/L,放入的幼魚30min后就出現(xiàn)身體側(cè)翻、鰓動減弱,渾身抽搐,腹部朝上浮于水面,1h死亡。超過50%的死亡幼魚中腹部腫大、微裂,部分胸部呈微黃色。通過計算灘頭雅羅魚幼魚12h的LC50為98.79mmol/L,安全堿度為18.79mmol/L(表2)。3討論3.1灘頭雅羅魚的生物鹽度魚類為了維持相對穩(wěn)定的體內(nèi)滲透壓需要進行滲透壓調(diào)節(jié)。對于調(diào)滲或恒滲魚類,其調(diào)節(jié)滲透壓的能力決定于魚類的生存環(huán)境、滲透壓調(diào)節(jié)方式和起源、進化。研究表明,廣鹽性魚類在由淡水轉(zhuǎn)入海水的過程中,其鰓的結(jié)構(gòu)和生理機能會發(fā)生明顯的適應性改變,由適應低滲環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應高滲環(huán)境而排出Na+、Cl-的狀態(tài),這個過程中,一個顯著的變化是鰓絲的上皮細胞中泌氯細胞的數(shù)量、分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及Na+-K+-ATPase活性變化明顯,而Na+-K+-ATPase活性的降低,直接影響細胞的離子跨膜轉(zhuǎn)運,能量代謝和物質(zhì)代謝,從而導致細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的異常,嚴重時會引起細胞的凋亡。灘頭雅羅魚作為一種廣鹽性魚類,在本實驗中,當NaCl濃度>26g/L時,灘頭雅羅魚放入溶液12h內(nèi)死亡率隨著NaCl濃度的增加而驟然升高,隨著時間的推移,12h后的死亡率上升勢頭趨于平緩,至96h后仍有部分存活,表明灘頭雅羅魚剛進入高鹽環(huán)境時,由于NaCl濃度差過高,機體的滲透壓調(diào)節(jié)器官還不能在短時間通過“保水排鹽”的方式適應這種變化,作為一種應激反應,Na+-K+-ATPase的活力迅速下降,降低了細胞膜的通透性,阻止了離子的交換,形成被動的滲透調(diào)節(jié),從而導致細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的異常,引起灘頭魚死亡。但隨著時間的推移,外界高滲環(huán)境的持續(xù)刺激,離子外排機制被激活,滲透壓調(diào)節(jié)由被動轉(zhuǎn)為主動,機體逐漸適應了高鹽環(huán)境,自身內(nèi)環(huán)境趨于穩(wěn)定,所以至96h后仍有部分個體存活。本實驗中灘頭幼魚24hLC50為28.57g/L,與耐鹽性較強的咸?？ɡ佐~(Chalcalburnuschalcoidesaralensis)(24hLC50為22.605g/L)、淡水白鯧(Colossomabrachypomum)(24hLC50為12.0g/L)、彭澤鯽(Carassiusauratusvar.pengze)(24hLC50為9.996g/L),銀鯽(Carassiusauratusgibelio)(24hLC50為11.53g/L)相比,灘頭雅羅魚的耐鹽性最強,其24hLC50值平均高于上述魚類約27.78%~65.01%。魚類的鹽度耐受力與其生活環(huán)境及滲透壓的調(diào)節(jié)方式和能力有關。由于魚類的生活環(huán)境廣泛,而這些水環(huán)境受到地質(zhì)、氣候等自然條件的影響較大,鹽度變幅較寬,當處在高鹽環(huán)境中得到馴化,對鹽度的適應會有所提高。灘頭雅羅魚生活在沿海水深約5m的咸淡水交匯處,棲息于水體的中下層。經(jīng)過長期的適應生存,已經(jīng)能很好地適應高鹽度環(huán)境。從以上結(jié)果說明了灘頭雅羅魚具有較強的耐鹽潛力,顯示出廣鹽性的生態(tài)特征。3.2鹽堿地養(yǎng)殖種水有報道認為,堿度對魚類的毒性主要通過CO32–,OH-和HCO3-等離子直接作用于魚類的鰓表面,造成器質(zhì)性損傷,并影響鰓小片表皮細胞外表面上的Cl–-HCO3–離子交換體系產(chǎn)生作用。在實驗中觀察到死亡的實驗魚中有超過50%的個體出現(xiàn)腹部腫大,部分破裂的現(xiàn)象,推測灘頭雅羅魚在高碳酸鹽堿溶液中,CO32-,OH-和HCO3-等離子作用于鰓組織,造成鰓組織受到一系列損傷,進而機體Cl--HCO3-離子交換體系和Na+-K+-ATP酶主動調(diào)節(jié)功能受到影響,體內(nèi)酸堿緩沖體系和細胞膜通透性遭到破壞,導致無法正常排出這些離子,而體內(nèi)吸收了過多的水分不能排出導致腹部腫大、破裂。中國內(nèi)陸鹽堿湖泊、鹽堿水池塘中,由于水體的硬度較低,其水體蒸發(fā)濃縮過程不能得到有效的抑制,使得高堿度成為導致魚類死亡的重要因素之一,限制了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。堿度是鹽堿地養(yǎng)殖的重要化學指標之一,雷衍之等曾就碳酸鹽堿度提出堿度10mmol/L作為鰱鳙養(yǎng)殖用水的指標。國內(nèi)學者通過碳酸鹽堿度耐受及相關實驗得到另外幾個養(yǎng)殖種在碳酸鹽堿度的耐受性指標:咸海卡拉白魚(體長6.95~8.50cm)24h、48h和96h的LC50分別是137.55mmol/L、129.02mmo/L和112.23mmo/L;中國林蛙(RanatemporariachensinensisDavid)蝌蚪[體長(14.7±2.2)mm]24h、48h和96h的LC50為14.36mmo/L、11.83mmo/L和7.68mmo/L;對蝦[Penaeusvannamei,L=(22.7±9.4)mm]24h、48h和96h的LC50為12.40mmo/L、11.24mmo/L、10.49mmol/L;花鱸(Lateolabraxjaponicus)幼魚[體長(3.19±0.21)cm]為101.05mmo/L、63.27mmo/L和46.18mmol/L。淡水白鯧幼魚[體長(3.19±0.21)cm]的24h、48h、96hLC50是83.25mmo/L、56.99mmo/L和45.70mmol/L。本研究中灘頭雅羅魚的96hLC50為68.44mmol/L,對堿度的耐受性雖然低于咸海卡拉白魚等高耐堿魚類,但與耐鹽堿較強的銀鯽相近(pH8.84±0.26,96hLC50為64.19mmol/L),這表明灘頭雅羅魚耐堿性較強。3.3實驗分組及分組內(nèi)陸蘇打型鹽堿水環(huán)境中Ca2+、Mg2+的濃度很低,對HCO3-和CO32-濃度升高的抑制能力較差,再加上水生植物光合作用消耗大量CO2,造成CO32-積累,pH升高,因此限制了水生生物生存。安全濃度就是在進行全生活周期實驗或持續(xù)幾代的慢性實驗時,對實驗動物無影響的毒物濃度。通常計算安全濃度的公式為SC=48hLC50×0.3/(24hLC50)/48hLC50)2。由于魚的生存環(huán)境和地質(zhì)情況差異,不同的魚類表現(xiàn)出不同的適應能力。從生存的安全堿度看,當pH為8.30和9.60時,堿度對1齡鰱的SC值分別為32.7mmol/L及6.2mmol/L;pH為9.10及9.20時,堿度對1齡鳙的SC值分別為10.7mmol/L及10.3mmol/L,pH為(8.71±0.33)時,彭澤鯽幼魚堿度的SC值為19.88mmol/L。本實驗灘頭雅羅魚幼魚生存的安全堿度為18.79mmol/L,表明灘頭雅羅魚在適宜的碳酸鹽型鹽堿水域養(yǎng)殖還是可行的。預實驗范圍在6~34g/L之間,以公差2g/L設置15個梯度組,每組隨機放入5尾灘頭雅羅魚幼魚。根據(jù)預實驗結(jié)果,確定設置7個NaCl濃度梯度實驗組,分別為25g/L、26g/L、27g/L、28g/L、29g/L、30g/L、31g/L和1個對照組(經(jīng)曝氣的自來水,下同)。每組設3次重復,隨機放入灘頭雅羅魚10尾。鹽度采用NaCl(分析純,天津科密歐公司生產(chǎn))控制。1.2.2堿度和ph值變化根據(jù)預實驗幼魚在堿度60mmol/L組出現(xiàn)死亡,正式實驗堿度范圍在50~120mmol/L,以公差10mmol/L設8個實驗梯度和1個對照組。每個實驗梯度均設2個重復,隨機放入灘頭雅羅魚幼魚10尾。堿度采用NaHCO3(分析純,天津科密歐公司生產(chǎn))控制。實驗期間,pH保持在8