單養(yǎng)條件下雄性中華絨螯蟹攝食行為及其與螯肢關(guān)系的研究

龐楊洋，黃根勇，徐敏杰，張 聰，莊 巖，成永旭，楊筱珍

(上海海洋大學(xué)水產(chǎn)科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點實驗室，上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，上海海洋大學(xué)，上海，201306))

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)，俗稱河蟹，原產(chǎn)于中國，食性是廣食性的，不僅攝食藻類、水生植物、底棲動物和人工配合飼料，還喜食螺、蚌、昆蟲等，甚至殘食同類[1]。在中國，河蟹是重要的水產(chǎn)經(jīng)濟動物，人工養(yǎng)殖河蟹中人工餌料的適口性、新鮮性以及營養(yǎng)豐富度，已基本滿足到了河蟹生長發(fā)育的需求[1，2]。河蟹對餌料的攝食量等是評價人工餌料好壞的指標(biāo)之一[3]?，F(xiàn)實投喂中養(yǎng)殖者常以飼料占體重的百分比進(jìn)行投喂，投喂總量占體重的5%～8%左右[4]。

河蟹的攝食主要依靠兩只大螯，在甲殼類動物中，動物螯肢的作用不僅在于攝食，還涉及到爭奪領(lǐng)地、打斗以及繁殖等行為[5-7]。不同種類的螃蟹，螯肢捕食存在一定的差異，以快速移動的獵物為主的螃蟹通常具有快速但比較弱的螯肢，而那些專門攝食擁有厚重甲殼的軟體動物的螃蟹，它們的螯肢速度較慢但力量強大，并且熱帶地區(qū)螃蟹的螯肢比溫帶地區(qū)更有力量[7]。螯肢發(fā)育的不同決定了捕食獵物的不同，藍(lán)蟹(Callinectessapidus)與石蟹(Menippeadina)相比，石蟹偏向于選擇較大的貽貝作為食物，可能是石蟹擁有更為強壯的螯肢[8]。這可能是因為不同種蟹根據(jù)其螯肢的發(fā)達(dá)程度，為了規(guī)避螯肢的損傷從而對不同食物的選擇性攝食[8]。還有研究報道，中華絨螯蟹左、右螯肢在捕食中存在差異性，左螯的力量強度大于右螯，另雄蟹的螯長和力量均大于雌蟹且與個體的甲寬呈正相關(guān)[9]。有學(xué)者證明了蟹甲殼寬與食量相關(guān)[10]，顯然，河蟹的螯肢在攝食過程中存在重要意義，但缺乏相關(guān)研究內(nèi)容。目前，對于攝食行為的研究在梭子蟹(Portunustrituberculatus)[11]、藍(lán)蟹[8]等中都有所開展，而河蟹中相關(guān)報道較少，因此，本研究對單養(yǎng)條件下河蟹攝食行為的初步探索，希望為該物種的攝食行為及生理研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料方法

1.1 實驗動物

實驗所用中華絨螯蟹來自上海海洋大學(xué)崇明豎新基地，將蟹在溫棚中暫養(yǎng)2 d隨機選取12只附肢健全的雄蟹，平均體重(22.54±6.37)g，平均殼寬(36.72±3.43)mm、平均殼長(33.57±3.03)mm以及平均螯長(40.17±4.34)mm。實驗前將河蟹轉(zhuǎn)移到長×寬×高=24.5 cm×17.5 cm×16.5 cm的塑料盒中單養(yǎng)，經(jīng)過充分曝氣的自來水淹沒塑料盒至10 cm左右處，水體每天更換1/2。

1.2 實驗方法

實驗蟹在塑料盒中適應(yīng)2 d后，每天晚上20∶00～21∶00間進(jìn)行投喂，投喂的食物為中華絨螯蟹商業(yè)顆粒餌料(浙江澳華公司，粗蛋白含量≥40.0%，適用于體重小于80 g蟹)，投喂量約為體重的4.44%。攝食1 h后以200目紗網(wǎng)袋用虹吸法收集殘餌，采用105 ℃烘箱干燥恒重(食品級紗網(wǎng)耐熱溫度≥160 ℃)。將(1±0.01)g(W1，n=5)餌料放置含有自來水的塑料盒中1 h，隨后用虹吸法吸出餌料并烘干稱重(W2)以確定顆粒餌料在水中的溶失量，用溶失率修訂獲得的殘餌量以確定河蟹攝食量。同時，使用高清攝像機(H.264 DVR)對河蟹攝食過程進(jìn)行錄像，錄制時間1 h。

1.3 數(shù)據(jù)處理

計算每天攝食的河蟹占總數(shù)的比例，以及連續(xù)攝食天數(shù)及相應(yīng)的河蟹比例。

其中：Ct為攝食河蟹只數(shù)，Ct′為連續(xù)zd及以上攝食河蟹只數(shù)；W總t為實驗期當(dāng)天攝食量之和，W總t′為連續(xù)zd及以上攝食量之和；RT總t為河蟹當(dāng)天對餌科的反應(yīng)時間之和，RT總t′為連續(xù)zd及以上河蟹對餌科的反應(yīng)時間之和。

nχ為使用其中一種取食方式的河蟹數(shù)量，n左為使用左螯取食數(shù)，n右為使用右螯取食數(shù)，n雙為使用雙螯取食數(shù)。

1.4 統(tǒng)計分析

實驗所得數(shù)據(jù)運用SPSS17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示，P<0.05為差異顯著或相關(guān)性顯著。

2 結(jié)果

2.1 攝食河蟹比例、攝食量及攝食反應(yīng)時間

根據(jù)高清攝像頭記錄的河蟹的攝食情況，發(fā)現(xiàn)1至6 d期間當(dāng)日攝食的河蟹比例分別為50%、50%、67%、50%、50%和42%，攝食河蟹的比例約占總數(shù)的50%(圖1A)。連續(xù)6 d投餌過程中，河蟹出現(xiàn)連續(xù)攝食的天數(shù)分別為2、3、4、5和6 d，對以上連續(xù)攝食不同天數(shù)河蟹的比例進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，2 d及以上的河蟹比例呈逐漸下降趨勢，其占比分別為66.7%、33.3%、25%、16.7%和8.3%(圖1B)。

圖1 (A)每天攝食河蟹比例，(B)連續(xù)攝食兩天及以上的河蟹比例Fig.1 (A)The ratio of crabs feed every day(B)The ratio of crabs had continuous feeding 2 d，3 d，4 d，5 d and 6 d

計算得到的溶蝕率為15.94%，據(jù)此修訂得到，河蟹每天的平均攝食量分別為(0.28±0.02)、(0.46±0.05)、(0.36±0.07)、(0.37±0.10)、(0.35±0.08)和(0.35±0.06)g，約占體重的1.6%，其中第2天的平均攝食量顯著高于其它5天(P<0.05)(圖2A)。而上述連續(xù)攝食不同天數(shù)的河蟹平均攝食量分別為，(0.36±0.10)、(0.36±0.11)、(0.36±0.10)、(0.32±0.10)和(0.32±0.10)g，連續(xù)攝食不同天數(shù)的攝食量之間無顯著性差異(圖2B)。

圖2 (A)河蟹每天的平均攝食量，(B)連續(xù)攝食兩天及以上的河蟹平均攝食量。不同的字母代表各組間的差異性Fig.2 (A)The average intake of crabs feed every day(B)The average intake of crabs had continuous feeding.Different letters indicate significant differences among different treatment groups

對河蟹在不同條件下的攝食反應(yīng)時間統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，1至6 d內(nèi)每天攝食的河蟹對餌料的平均反應(yīng)時間分別為(48.48±26.79)、(8.45±5.69)、(8.97±7.21)、(14.13±6.48)、(12.53±11.08)和(14.10±6.94)min，其中第1 d河蟹對餌料的反應(yīng)時間顯著高于其它5 d(圖3A)。而連續(xù)攝食2 d及以上的河蟹對餌料的反應(yīng)時間分別為(16.39±14.31)、(7.76±4.52)、(9.67±6.87)、(16.91±14.76)以及(25.28±14.60)min，連續(xù)攝食2 d的河蟹對餌料反應(yīng)時間與其余連續(xù)攝食天數(shù)無顯著性差異，但連續(xù)攝食3 d的河蟹對餌料的反應(yīng)時間較連續(xù)攝食2 d略有下降，且隨后出現(xiàn)逐漸上升趨勢，至連續(xù)攝食6 d時，河蟹對餌料的反應(yīng)時間顯著高于連續(xù)攝食3、4和5 d的反應(yīng)時間(圖3B)。

圖3 (A)每天攝食的河蟹對餌料的平均反應(yīng)時間，(B)連續(xù)攝食2天及以上的河蟹對餌料平均反應(yīng)時間。不同的字母代表各組間的差異性Fig.3 (A)The reaction time to food in feeding every day(B)The reaction time to food in continuous feeding.Different letters indicate significant differences among different treatment groups

2.2 螯肢及其與攝食行為之間的關(guān)系

對河蟹左螯、右螯和雙螯取食的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，河蟹多為用左螯肢或右螯肢取食。用左螯肢取食的平均次數(shù)約為3.8次，右螯肢平均取食次數(shù)5.1次，左、右螯肢取食的次數(shù)分別占總數(shù)的41%和55%，無顯著性差異(圖4)。根據(jù)測量出的河蟹螯長與體長，發(fā)現(xiàn)兩者間存在正相關(guān)性且相關(guān)性顯著(y= 1.4095x-7.145，R2=0.968 3，P<0.01)(圖5A)。比較河蟹的右螯和左螯的長度，發(fā)現(xiàn)右螯比左螯長的河蟹約占總數(shù)的91.67%。攝食河蟹的平均螯長與其在6 d內(nèi)的平均攝食量之間無明顯相關(guān)性(y=0.002 5x+0.223，R2=0.114 4)(圖5B)。

圖4 攝食螯型分布Fig.4 the frequencies of using the right chelate，the left chelate and the double chelates for crabs to feed

圖5 (A)螯長和體長相關(guān)性分析，(B)螯長與攝食量相關(guān)性分析Fig.5 (A)The correlation between the chelate length and body length(B)The correlation between the claw length and the food consumption.

3 討論

3.1 中華絨螯蟹連續(xù)攝食、攝食量和攝食反應(yīng)時間

在實驗條件下，河蟹1～6 d內(nèi)的攝食比例約占實驗動物總數(shù)的一半(圖1A)，表明河蟹并非每天都攝食。因此建議在實際飼喂期間除根據(jù)蟹的體重比例進(jìn)行投喂，還應(yīng)考慮據(jù)其數(shù)量減半的方式投喂，以減少飼料的浪費。同時，連續(xù)攝食2 d及以上的河蟹比例呈逐漸下降趨勢(圖1B)，Martin等[12]對克氏原鰲蝦(ProcambarusClarkii)的研究也發(fā)現(xiàn)小龍蝦不會連續(xù)攝食。這可能是由于單一餌料的連續(xù)投喂引起的動物飽食效應(yīng)，連續(xù)的飽腹?fàn)顟B(tài)會顯著抑制食欲，如對新西蘭槳蟹(Ovalipescatharus)的研究發(fā)現(xiàn)[10]，進(jìn)食時間越長，蟹的食欲越低，對克氏原鰲蝦研究同樣發(fā)現(xiàn)飽食效應(yīng)降低了攝食率[13]。在一些魚類和蟹類中，飽食效應(yīng)還引起游泳速度的減慢[14-15]。同時由于每天攝食時間僅限于1 h內(nèi)，存在實驗條件限制河蟹攝食的情況。本研究發(fā)現(xiàn)，河蟹在第2 天的平均攝食量顯著高于其它5 d(圖2A)，第1 天的攝食量較低的原因，可能是由于動物初次遇到不同食物表現(xiàn)出的害羞、新穎或風(fēng)險規(guī)避，從而無法識別食物或?qū)Φ惋L(fēng)險環(huán)境做出反應(yīng)，以致減少獲取食物的可能[16]，而第3、4、5和6 d攝食量較低，可能是由于出現(xiàn)上述的飽食效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)在單養(yǎng)條件下河蟹的平均攝食量約占體重的1.6%，徐承旭[4]對池塘養(yǎng)殖河蟹餌料投喂量的描述是約占體重的5%～8%，更早些時候的黃志秋等[17]則提到投餌量占體重的20%左右，池塘養(yǎng)殖的河蟹還攝食除人工餌料外的浮游動植物以及底棲動物等[1]。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，池塘養(yǎng)殖餌料的投喂量遠(yuǎn)大于單養(yǎng)條件下河蟹的攝食量。但是對擬穴青蟹(Scyllaparamamosain)的研究發(fā)現(xiàn)，單養(yǎng)條件下體質(zhì)量增長下降，可能是由于受到環(huán)境脅迫和人為因素等影響引起的攝食量減少[18]?？傊?，池塘養(yǎng)殖與室內(nèi)單養(yǎng)條件存在一定的差異性，因此池塘養(yǎng)殖中顆粒餌料投餌量是否可以進(jìn)一步降低還需更深入的研究。分析連續(xù)攝食不同天數(shù)的河蟹，其攝食量之間無明顯差異，僅在連續(xù)5 d和連續(xù)6 d攝食量有所下降(圖2B)，可能也是由于連續(xù)攝食引起的食欲降低。

本研究發(fā)現(xiàn)河蟹攝食過程中第1天對餌料的反應(yīng)時間顯著高于其它幾天，連續(xù)攝食3 d的河蟹對餌料的反應(yīng)時間較連續(xù)攝食2 d略有下降，但隨后逐漸上升，且連續(xù)攝食6 d的河蟹對餌料反應(yīng)時間顯著高于連續(xù)攝食3、4和5 d(圖3B)。對餌料反應(yīng)時間的變化可能是動物需要一定的時間來適應(yīng)餌料和環(huán)境[16]，對斑點海鱒(Cynoscionnebulosus)的研究發(fā)現(xiàn)，人工投喂顆粒餌料的幼魚相較野生幼魚首次成功捕食玻璃蝦(Palaemonetesspp)需要花費更多的時間[19]，表明環(huán)境變化影響動物對食物的反應(yīng)能力。隨后河蟹對餌料的反應(yīng)時間迅速降低，可能是已適應(yīng)環(huán)境，研究表明，動物識別和捕獲食物的能力是具有可塑性的，如油墨可以抑制海兔(Aplysiacalifornica)攝食，但多次接觸后，海兔會降低這種攝食抑制[20]，淡水螃蟹(Zilchiopsiscollastinensis)的食性也具備可塑性[21]，因此，當(dāng)河蟹適應(yīng)了環(huán)境和餌料后，對食物的反應(yīng)時間可能會發(fā)生相應(yīng)的變化。至于連續(xù)攝食不同天數(shù)的河蟹反應(yīng)時間出現(xiàn)先降后升，且連續(xù)攝食6 d后反應(yīng)時間顯著升高，除上述河蟹適應(yīng)環(huán)境后可能降低反應(yīng)時間，出現(xiàn)顯著上升的原因可能也是飽食后對餌料的敏感程度降低[10]。

3.2 攝食期間螯肢的選擇

對于十足目甲殼動物，螯肢的作用是多功能的，不僅在打斗、交配以及爭奪領(lǐng)地等過程中發(fā)揮作用，也是攝食的主要工具[9，7，22]。本研究發(fā)現(xiàn)，河蟹在攝食過程中使用右螯的次數(shù)多于左螯(圖4)。對左右螯肢差異研究較多的是招潮蟹(Ucatangeri)，這種生活在潮間帶的蟹類，雄蟹擁有兩只大小差異明顯的螯肢，較小的螯肢用來進(jìn)食，較大的螯肢用于戰(zhàn)斗、威脅對手以及吸引雌蟹等[23]，顯然雄性招潮蟹左右螯肢在攝食過程中的作用存在差異性。也有研究報道，中華絨螯蟹左、右螯肢在捕食中左螯的力量強度大于右螯[9]，這種差異可能導(dǎo)致動物在攝食過程中對螯肢的使用有所區(qū)別。投喂顆粒餌料使得河蟹不用花費更多的力氣去捕食獵物，在自然條件下則相反[1]，而有研究者發(fā)現(xiàn)螃蟹能夠抓住一個及以上的獵物，但仍然需要第二只爪的幫助才能食用[24]，例如缺少左螯的中華絨螯蟹需要使用附肢來支持?jǐn)z食行為[9]。因此，在食物資源差異的情況下，河蟹對左、右螯肢的使用差異性需要進(jìn)一步研究，以確定是否面對較小的惰性餌料時河蟹會使用右螯取食較多，以及面對較大的底棲動物時，其需要雙螯配合來獲得食物。

3.3 螯肢長與體長及攝食量的關(guān)系

我們的研究證實了中華絨螯蟹的螯長與體長存在顯著相關(guān)性(圖5A)，與Wójcik等[9]以及Giosa等[25]對中華絨螯蟹的研究結(jié)果類似。這一結(jié)果在其它甲殼動物中也被證實，如對岸蟹(Carcinusmaenas)的研究結(jié)果表明，其螯長和體寬呈正相關(guān)性[26]，而體寬和體長通常存在正相關(guān)性[25]。

Lalrinsanga等[27]對羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)的研究也發(fā)現(xiàn)雄蝦足綱的長度隨體長的增加而增加。同時，我們還發(fā)現(xiàn)中華絨螯蟹的螯肢長短與攝食量無顯著相關(guān)性(圖5B)，有研究發(fā)現(xiàn)一種石蟹(Menippespp)的攝食率與鰲肢損失無關(guān)，主要原因可能是其附肢更加有利于攝食[28]。但是也有研究表明，歐洲龍蝦(Homarusgammarus)螯肢的畸形可能會影響到攝食以及尋找同伴的能力[29]。對帝王蟹(Paralithodescamtschaticus)的攝食行為觀察也發(fā)現(xiàn)螯肢越大能破碎更大貽貝的殼，并消耗更多數(shù)量的貽貝[30]。因此，螯肢長短與攝食量之間的關(guān)系需要進(jìn)一步研究加以證明。