養(yǎng)殖與野外捕獲大黃魚軀干側(cè)線系統(tǒng)的初步比較

劉 鑫，張 東，林聽聽

（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，上海 200090）

側(cè)線是水生無羊膜動物用于感知周圍刺激的感覺器官，存在于魚類和兩棲動物水生幼體中，主要功能是感知周圍水流的低頻（＜200 Hz）振動，在魚類趨流、洄游行為中發(fā)揮重要作用，同時還能協(xié)助視覺對遠處物體定位，對魚類的食物搜尋、避敵、產(chǎn)卵和集群等行為均有重要作用［1-3］。

側(cè)線系統(tǒng)機械感受的基本單元是神經(jīng)丘。根據(jù)神經(jīng)丘在體表的位置，可將其分為表面和管道神經(jīng)丘兩大類［7］。管道神經(jīng)丘常包埋于膜骨內(nèi)或軟骨質(zhì)凹槽中形成頭部側(cè)線，在軀干部則位于側(cè)線鱗或包裹在皮下，頭部和軀干側(cè)線均通過管道孔與外界水體接觸。表面神經(jīng)丘分布在魚體表面，有時位于皮膚的突起上或凹槽內(nèi)［4-7］。魚類的側(cè)線形態(tài)在具備種屬特異性的同時，還隨生活環(huán)境及生活習性的變化而改變，具環(huán)境適應(yīng)性［8-9］。例 如，棲 息 在 溪 流 中 的 三 刺 魚（Gasterosteus aculeatus）比水體底層或平靜水域的同種個體具有更多的管道神經(jīng)丘［10］，棲息在緩流環(huán)境的魚類常常具有發(fā)達的表面神經(jīng)丘和不連貫的、甚至無側(cè)線管道［11］，如暗紋東方鲀（Takifugu obscurus）等［12］。

大黃魚（Larimichthys crocea），隸屬于硬骨魚綱，鱸形目（Perciformes），石首魚科（Sciaenidae），黃魚屬，因其肉質(zhì)細嫩鮮美、營養(yǎng)豐富而頗受消費者的喜愛，曾是中國東海、黃海及南海的主要經(jīng)濟魚類之一。20世紀70年代以來，由于過度捕撈，野生大黃魚種質(zhì)資源幾近枯竭。自1985年大黃魚人工育苗和養(yǎng)殖試驗成功后，大黃魚的人工養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，不僅滿足了市場需要，也為大黃魚的增殖放流提供了技術(shù)條件［13］。為保護大黃魚的種質(zhì)資源，維護生態(tài)平衡，自1998年起，大黃魚的人工放流在沿海多地展開［14］。

由于人工養(yǎng)殖環(huán)境和野外環(huán)境的水流、捕食與被捕食等生存壓力差異很大［15-16］，養(yǎng)殖大黃魚和生活在野外環(huán)境中的大黃魚側(cè)線系統(tǒng)可能有差異，如果養(yǎng)殖大黃魚的側(cè)線系統(tǒng)并不適合野外生存，那么養(yǎng)殖大黃魚被放流到野外環(huán)境后，其食物搜尋、避敵、產(chǎn)卵和集群等行為可能受到影響，從而危及生存。因此，研究人工養(yǎng)殖和野外捕獲大黃魚側(cè)線系統(tǒng)的差異不僅有助于研究大黃魚側(cè)線系統(tǒng)發(fā)育生態(tài)學(xué)，還可為進一步研究大黃魚行為、評估人工放流效果奠定基礎(chǔ)。本文對人工養(yǎng)殖和野外捕獲大黃魚的側(cè)線器官進行了形態(tài)學(xué)的初步研究，探索大黃魚側(cè)線系統(tǒng)適應(yīng)性進化的方向，以期為大黃魚增殖放流群體的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗用魚

實驗用養(yǎng)殖大黃魚幼魚［體長（14.1±1.3）cm、體質(zhì)量（44.0±7.2）g］和仔魚于 2016年購自福建省寧德市某水產(chǎn)有限公司。野外捕獲的大黃魚體長（14.2±2.7）cm、體質(zhì)量（43.4±8.0）g，于2016年采自呂四漁場。

1.2 實驗方法

養(yǎng)殖大黃魚自孵化后每24 h取材1次，直至30日齡。每次取6尾樣品，經(jīng)2.5%戊二醛溶液固定24 h后，移入梯度乙醇溶液中脫水、經(jīng)臨界點干燥，JSM6380-LV掃描電鏡觀察并拍照，用于對側(cè)線器官的觀察與分析。

養(yǎng)殖大黃魚和野外捕獲的大黃魚各10尾，經(jīng)0.003%的3-氨基苯甲酸乙酯甲基磺酸鹽（MS222）溶液麻醉后，以10%的中性甲醛溶液固定1～7 d。其中5尾浸泡在0.5%KOH溶液中，直至樣本體表色素消除，然后以0.1%的亞甲基藍溶液對樣品的軀干側(cè)線管進行注射，觀察側(cè)線的排布并拍照。另取5尾魚的軀干側(cè)線皮膚，切割為0.3 cm×0.3 cm的組織塊，用于掃描電鏡的觀察，實驗方法同前述。

用于組織學(xué)觀察的樣品經(jīng)梯度乙醇溶液脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后制備厚度為5～6 μm的連續(xù)切片，經(jīng)H.E.染色，中性樹膠封片，鏡檢后拍照。

1.3 統(tǒng)計方法

采用T檢驗比較養(yǎng)殖和野外捕獲大黃魚神經(jīng)丘數(shù)目的差異，數(shù)據(jù)分析采用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 大黃魚側(cè)線器官的形態(tài)觀察

大黃魚的側(cè)線系統(tǒng)由管道神經(jīng)丘和表面神經(jīng)丘兩類感受器組成（圖1-a，b）。神經(jīng)丘的感覺斑上分布有毛細胞（圖1-c，d）。毛細胞常形成的纖毛簇，由一根較長的動纖毛和一簇高度從高到低排列的靜纖毛組成（圖1-e，f）。大黃魚的管道神經(jīng)丘位于側(cè)線管道腔內(nèi)的皮膚表面，2個側(cè)線管道開口之間有1個神經(jīng)丘，管道神經(jīng)丘的感覺斑為橢圓形，其長軸與魚體的體軸垂直，其上著生感覺毛，毛細胞的頂端常具粘液團（圖1-a，c）。大黃魚的表面神經(jīng)丘多具有圓形或近圓形的底座，底座高于表皮層，神經(jīng)丘的頂端具成簇的毛細胞（圖1-b，d，f；圖2）。

0～8日齡仔魚的神經(jīng)丘全部為表面神經(jīng)丘，分布在頭部、軀干和尾鰭，頭部的神經(jīng)丘分布在眶上、眶下、顳上、耳后、前鰓蓋以及下頜，表面神經(jīng)丘的數(shù)目為3～12個。30日齡幼魚鰓蓋處的表面神經(jīng)丘位于凹陷的皮膚表面（圖3-a），此時軀干部側(cè)線管道閉合，具備管道神經(jīng)丘（圖2-a），頭部表面神經(jīng)丘的數(shù)目為（24.6±2.9）個。在70日齡幼魚的頭部，除僅在眶前近吻端的位置觀察到表面神經(jīng)丘以外，其他各處均未觀察到表面神經(jīng)丘，軀干側(cè)線管開口于側(cè)線鱗上，側(cè)線鱗片上具有表面神經(jīng)丘（圖3-b）。

2.2 養(yǎng)殖大黃魚與野外捕獲大黃魚軀干側(cè)線系統(tǒng)的比較

大黃魚身體左右兩側(cè)各具有1條軀干側(cè)線管，養(yǎng)殖與野外捕獲大黃魚的軀干側(cè)線均自鰓蓋后緣沿脊椎骨的方向，延伸至尾柄的中點（圖4-b，c）。側(cè)線管無分枝，通過側(cè)線鱗上的管道開口與外界接觸（圖4-a，c）。軀干側(cè)線上的管道神經(jīng)丘位于由側(cè)線鱗組成的管腔內(nèi)，每個鱗片處著生1個神經(jīng)丘（圖5-a，b），養(yǎng)殖大黃魚的管道神經(jīng)丘與野外捕獲大黃魚的管道神經(jīng)丘結(jié)構(gòu)類似，均由毛細胞和支持細胞組成（圖5-c，d）。養(yǎng)殖大黃魚軀干單側(cè)側(cè)線的管道神經(jīng)丘數(shù)目為（54.7±1.7）個，野外捕獲大黃魚單側(cè)軀干部有（55.0±3.3）個管道神經(jīng)丘，二者無統(tǒng)計學(xué)差異（t=0.128，P=0.45）。大黃魚的側(cè)線鱗邊緣的開口處有數(shù)個表面神經(jīng)丘，就單個鱗片上表面神經(jīng)丘的數(shù)目而言，養(yǎng)殖大黃魚有（7.60±2.57）個神經(jīng)丘，野外捕獲大黃魚有（4.90±1.76）個神經(jīng)丘，二者之間存在顯著性差異（t=2.11，P=0.02）。

圖1 掃描電子顯微鏡下大黃魚的神經(jīng)丘Fig.1 Scanning electron micrographs of neuromasts in Larimichthys crocea

圖2 神經(jīng)丘的結(jié)構(gòu)Fig.2 Neuromast structure of Larimichthys crocea

圖3 大黃魚的表面神經(jīng)丘Fig.3 Superficial neuromast of Larimichthys crocea

圖4 大黃魚的軀干側(cè)線Fig.4 Trunk lateral line of Larimichthys crocea

圖5 養(yǎng)殖大黃魚與野外捕獲大黃魚的軀干側(cè)線管道及管道神經(jīng)丘Fig.5 Lateral line canal and neuromasts of cultured and wild-caught Larimichthys crocea

2.3 討論

大黃魚的側(cè)線感受器分為表面神經(jīng)丘和管道神經(jīng)丘兩種，二者均具有感覺斑，感覺斑的表面分布有毛細胞。頭部神經(jīng)丘主要分布在眶上、眶下、顳上、耳后、前鰓蓋以及下頜，符合輻鰭亞綱魚類頭部側(cè)線系統(tǒng)的基本分布模式［6］。與大部分硬骨魚［8，15-16］類似，大黃魚仔魚的神經(jīng)丘全部為表面神經(jīng)丘，從鰓蓋處表面神經(jīng)丘的位置變化推測，大黃魚頭部側(cè)線管道上皮凹陷，先形成半開放的管道，然后逐漸閉合形成側(cè)線管。

研究表明，表面神經(jīng)丘與管道神經(jīng)丘的相對豐度除具有種屬特異性外，也是魚類對棲息地水流環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。棲息于底層緩流或相對平靜水域的魚類常具有不完整的側(cè)線管，體表僅具較高比例的表面神經(jīng)丘［11］。棲息于靜水中的鱸魚（Percidae）具較高比例的表面神經(jīng)丘、較寬的側(cè)線管道；而喜好急流生境的種類常常具有狹窄的側(cè)線管道［18-21］。養(yǎng)殖大黃魚與野外捕獲大黃魚的軀干部側(cè)線分布、側(cè)線管道形式均類似，說明其管道側(cè)線的位置保守，雖然生活在不同的人工與自然環(huán)境中，二者軀干部側(cè)線管道的分布模式并無明顯的差別，推測養(yǎng)殖大黃魚與野外捕獲大黃魚的棲息地水流環(huán)境可能類似。

在人工養(yǎng)殖條件下，大黃魚多生活在緩流的近岸網(wǎng)箱或室內(nèi)水泥池中［12，22］，存在高密度放養(yǎng)的情況，由于表面神經(jīng)丘主要感知魚體周圍近場的機械振動信號［4-7］，養(yǎng)殖大黃魚需具備足夠多的表面神經(jīng)丘，對近距離的物體引發(fā)的振動信息進行整合，以適應(yīng)高密度的養(yǎng)殖水體。BROWN等［23］對于養(yǎng)殖虹鱒（Oncorhynchus mykiss）與野生種類側(cè)線形態(tài)做比較研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖個體表面神經(jīng)丘的密度明顯低于野生個體，而養(yǎng)殖虹鱒的野外生存能力較弱，因此，低密度的表面神經(jīng)丘被認為是側(cè)線系統(tǒng)異?；蛲嘶谋憩F(xiàn)，側(cè)線系統(tǒng)的退化會減弱與之相關(guān)的游泳、覓食、避敵等行為能力，進而導(dǎo)致養(yǎng)殖虹鱒在野外的存活率低。野外捕獲大黃魚軀干部單片鱗上的表面神經(jīng)丘數(shù)目少于養(yǎng)殖大黃魚，推測可能是由于自然生境與人工養(yǎng)殖環(huán)境的選擇壓力不同，導(dǎo)致野外的大黃魚側(cè)線系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛲嘶?，引起機械感受功能的減弱甚至缺陷，影響種群的生存。

當茴魚（Thymallus thymallus）被投放到自然環(huán)境中后，它們常停留在放流地附近的水底、低流速水域［24-25］。人工養(yǎng)殖的虹鱒在洄游起始階段的死亡率為30% ～40%，而野生個體的死亡率僅為7% ～13%；有26% ～40%的養(yǎng)殖個體進入大洋，明顯低于野生個體（71%～84%）［26］。人工養(yǎng)殖的魚類在放流到野外環(huán)境后，在游泳、避敵、感知能力等方面均弱于野生個體。由此推測，養(yǎng)殖大黃魚被直接放流到自然生境中后，也可能由于側(cè)線的機械感受功能與野生魚不同，而表現(xiàn)出與野生魚生存能力不同的情況。

現(xiàn)有的研究結(jié)果顯示，與野生的親本相比，官井洋的養(yǎng)殖大黃魚呈現(xiàn)出眼大、吻短、體高的形態(tài)特征，而這些形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化都極有可能引起相應(yīng)感覺器官功能的變化［27］。本實驗中野外捕獲大黃魚可能來自于大黃魚的野生群體，也可能來自從網(wǎng)箱中逃逸的養(yǎng)殖魚群體，無論源自何種群體，本結(jié)果均表明，在不同的生存環(huán)境下，大黃魚的軀干側(cè)線系統(tǒng)會發(fā)生變化，該變化主要體現(xiàn)在側(cè)線鱗片的表面神經(jīng)丘數(shù)目上。今后可針對大黃魚側(cè)線系統(tǒng)的表面與管道神經(jīng)丘的相對比例，全面闡釋兩種生境下側(cè)線結(jié)構(gòu)的異同。此外，不同生境下大黃魚側(cè)線系統(tǒng)的功能是否存在差異，如趨流性、食物搜尋、躲避敵害等能力是否不同，仍需進一步的實驗驗證。今后可針對大黃魚軀干側(cè)線系統(tǒng)適應(yīng)性變化所需的條件、時長以及變化過程開展研究，明確其適應(yīng)性進化的方向，為大黃魚增殖放流群體的選育提供理論依據(jù)。