金錢魚仔稚魚脊柱及附肢骨骼系統(tǒng)早期發(fā)育研究

鄧平平，施永海，徐嘉波，蔣 飛，袁新程

( 上海市水產(chǎn)研究所，上海 200433 )

金錢魚(Scatophagusargus)屬鱸形目、金錢魚科、金錢魚屬，俗稱金鼓魚，是一種名貴的海淡水魚品種。金錢魚肉味鮮美、體色可變，它既可食用，又具有觀賞價值，主要分布在東南亞等地的河口區(qū)，我國南海北部灣至東海半咸水區(qū)域也有分布[1]。金錢魚屬于廣鹽性魚類，在海水和半咸水中生長發(fā)育繁殖，也可以在淡水中養(yǎng)殖[2]，對低溫的耐受力較弱。

目前國內(nèi)外對金錢魚的研究主要集中在生物學(xué)特征[3]、繁殖性狀[4]、肌肉營養(yǎng)成分[5]和基因表達(dá)[6]等方面，其中徐嘉波等[7-8]分別對金錢魚胚胎和胚后發(fā)育進(jìn)行研究，而金錢魚仔稚魚脊柱及附肢骨骼發(fā)育尚未見報道。筆者采用軟骨—硬骨染色技術(shù),對大規(guī)模繁育的金錢魚仔稚魚發(fā)育過程中的脊柱、尾鰭等附肢骨骼材料進(jìn)行處理，并對其進(jìn)行連續(xù)觀察和記錄，獲得了金錢魚仔稚魚脊柱及附肢骨骼發(fā)育基礎(chǔ)資料，以期為金錢魚分類鑒定和系統(tǒng)進(jìn)化提供判別依據(jù)，同時對金錢魚仔稚魚發(fā)育階段的功能趨向和生產(chǎn)操作提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用胚后發(fā)育階段的仔稚魚金錢魚樣本皆由上海市水產(chǎn)研究所奉賢科研基地科研人員通過人工繁育所得。每年10—11月挑選雌、雄親本混養(yǎng)于室內(nèi)溫棚中，翌年3—4月，雌、雄分開飼養(yǎng)，并將水溫逐漸升至27～28 ℃，鹽度逐漸升至25，后期挑選活力強、鱗片完整的雌性親本催產(chǎn)，雄性不催產(chǎn)，36 h后人工授精孵化培育。在魚苗的生長發(fā)育培育過程中依次投喂鮮活的輪蟲、鹵蟲(Artemia)、裸腹溞(Moina)等適口適量的小型高營養(yǎng)浮游動物，培育過程中及時吸污和換水保證水質(zhì)良好。魚苗培育20 d后開始淡化，鹽度每日降低5，直至全淡水。

1.2 樣本處理

試驗樣品為1～45日齡仔稚魚，每日投喂前自育苗池中隨機撈取5尾仔稚魚用于全長測定和樣本固定。當(dāng)全長≤1.50 cm時，用體視鏡中的標(biāo)尺目鏡測量，當(dāng)全長>1.50 cm時，用游標(biāo)卡尺測量。測量后的樣本用10%的福爾馬林溶液充分浸泡避光分裝保存。采用軟骨—硬骨雙染色法[9]對金錢魚標(biāo)本的脊柱及附肢骨骼進(jìn)行染色。

1.3 標(biāo)本觀察

用Olympus CX41體視鏡對金錢魚仔稚魚各階段脊柱和附肢骨骼的染色標(biāo)本進(jìn)行連續(xù)觀測和拍照，并詳實記錄其形態(tài)特征及變化特點，使用Photoshop軟件編輯所拍攝圖片。

2 結(jié) 果

2.1 脊柱的發(fā)育

1～8日齡金錢魚早期仔魚經(jīng)過試驗處理后脊索內(nèi)部透明，外有流暢的線性輪廓，整體呈長圓錐體，無著色分節(jié)現(xiàn)象，其中軀干部像圓柱形，尾部像錐形(圖1a)。1日齡(全長3.12 mm)常常頭部下沉，偶作間歇性運動。11日齡(全長3.78 mm)時，靠近頭部的髓弓和臨近肛門的脈弓先發(fā)育，標(biāo)志著脊柱發(fā)育的啟動，但整個發(fā)育過程中髓弓比脈弓的發(fā)育速度快(圖1b)。13日齡(全長3.92 mm)時，脊柱在髓弓和脈弓的基部呈現(xiàn)規(guī)則的凹凸，腹肋基部開始出現(xiàn)。17日齡(全長4.46 mm)時，髓弓和脈弓逐漸延伸形成髓棘和脈棘(圖1c)。20日齡(全長6.24 mm)時皮層開始出現(xiàn)錐狀突起櫛鱗。28日齡(全長10.12 mm)脊柱近頭部開始出現(xiàn)著色分節(jié)的硬骨環(huán)(圖1d)，33日齡(全長11.72 mm)腹肋直接硬骨化，38 日齡(全長16.54 mm)時，所有脊柱椎體完成骨化(圖1e)。金錢魚脊柱的硬骨化方向由頭至尾，而髓弓、脈弓、髓棘和脈棘皆由其基部向末梢方向進(jìn)行硬骨化。38日齡(全長16.54 mm)后，脊柱無明顯變化。金錢魚脊柱骨化完成后，全椎骨總數(shù)為22～24節(jié)，軀椎10～12節(jié)，尾椎11～12節(jié)。

圖1 金錢魚脊柱的發(fā)育Fig.1 Development of vertebral column in butterfish S. argusa.1日齡(全長 3.12 mm)； b.11日齡(全長 3.78 mm)； c.17日齡(全長 4.46 mm)； d.28日齡(全長 10.12 mm)； e.38日齡(全長 16.54 mm); Nc.脊索； V.脊柱； Na.髓弓； Ha.脈弓； Vr.腹肋； Ns.髓棘； Hs.脈棘； Df.背鰭； Af.臀鰭.a.1 day post hatching (dph ) [total length (TL) 3.12 mm]; b.11 dph(TL 3.78 mm); c.17 dph(TL 4.46 mm); d.28 dph(TL 10.12 mm); e.38 dph(TL 16.54 mm); Nc.notochord; V.vertebra; Na.medullary arch; Ha.haemal arch; Vr.ventral rib; Ns.medullary spine; Hs.haemal spine; Df.dorsal fin; Af.anal fin.

2.2 鰭的發(fā)育

2.2.1 胸鰭的發(fā)育

胸鰭是金錢魚發(fā)育最早的鰭條。2日齡(全長3.22 mm)出現(xiàn)烏喙骨(圖2a)，5日齡(全長3.27 mm)出現(xiàn)支鰭骨原基和匙骨，匙骨細(xì)長(圖2b)。15日齡(全長4.16 mm)胸鰭支鰭骨原基著生10根軟骨質(zhì)鰭條，胸鰭支鰭骨原基有3個裂縫(圖2c)。36日齡(全長13.48 mm)時胸鰭支鰭骨開始骨化，38日齡(全長18.50 mm)時烏喙骨、上匙骨和支鰭骨原基骨化完成，鰭條硬骨化并分節(jié)(圖2d)。

圖2 金錢魚胸鰭支鰭骨的發(fā)育Fig.2 Development of pterygiophore of pectoral fin in butterfish S. argusa.2日齡(全長3.22 mm)； b.5日齡(全長3.27 mm)； c.15日齡(全長4.16 mm)； d.38日齡(全長16.54 mm); Co.烏喙骨； Cl.匙骨； Fp.支鰭骨原基； Fr.鰭條.a.2 dph(TL 3.22 mm); b.5 dph(TL 3.27 mm); c.15 dph(TL 4.16 mm); d.38 dph(TL 16.54 mm); Co.coracoid; Cl.cleithrum; Fp.fin pterygiophore primordium; Fr.fin ray.

2.2.2 腹鰭的發(fā)育

腹鰭是金錢魚所有魚鰭骨骼中第2個發(fā)育的附肢骨骼，腹鰭支鰭骨原基5日齡(全長3.27 mm)時便出現(xiàn)(圖3a)，12日齡(全長3.82 mm)腹鰭支鰭骨原基開始著生鰭條(圖3b)，隨著鰭條發(fā)育的繼續(xù)，腹鰭鰭條數(shù)目增至6根，且兩側(cè)各有1根鰭條銳化成腹棘。33日齡(全長11.72 mm)腹鰭支鰭骨原基硬骨化完成(圖3c)。

圖3 金錢魚腹鰭發(fā)育Fig.3 Development of pelvic fin in butterfish S. argusa.5日齡(全長3.27 mm)； b.12日齡(全長3.82 mm)； c.33日齡(全長11.72 mm); Fp.支鰭骨原基； Fr.鰭條.a.5 dph(TL 3.27 mm); b.12 dph(TL 3.82 mm); c.33 dph(TL 11.72 mm); Fp.pterygiophore primordium; Fr.fin ray.

2.2.3 尾鰭的發(fā)育

金錢魚尾鰭在11日齡(全長3.78 mm)前均以透明的鰭褶形式出現(xiàn)。11日齡(全長3.78 mm)開始出現(xiàn)2枚尾下骨(圖4a)，14日齡(全長4.08 mm)有4枚尾下骨(圖4b)，15日齡(全長4.16 mm)尾索上翹，尾鰭支鰭骨被上翹的尾索分成上、中、下3部分，從而形成3枚尾上骨，1枚尾桿骨和6枚尾下骨，且第4枚、第5枚和第6枚尾下骨基部逐漸愈合。尾部的鰭皺逐漸發(fā)育成17根軟骨鰭條，第1～6枚尾下骨分別著生2、3、2、2、3、5根鰭條(圖4c)。22日齡(全長6.86 mm)第2、3枚尾下骨增大逐漸結(jié)合(圖4d)。35—38日齡尾鰭支鰭骨系統(tǒng)按照由尾桿骨、尾下骨、尾上骨到鰭條的順序進(jìn)行硬骨骨化(圖4e)。41日齡(全長19.66 mm)時，尾鰭骨骼系統(tǒng)鈣化完全(圖4f)，尾鰭鰭條數(shù)維持24根。

2.2.4 臀鰭和背鰭的發(fā)育

13日齡(全長3.92 mm)排泄孔與尾鰭之間出現(xiàn)6根軟骨質(zhì)的臀鰭支鰭骨(圖5a)和鰭褶，15日齡(全長4.16 mm)時出現(xiàn)擔(dān)鰭軟骨，并開始形成軟骨質(zhì)鰭條(圖5b)。22日齡(全長6.86 mm)時前4根臀鰭鰭條銳化成臀棘，且臀鰭支鰭骨穩(wěn)定在17根(圖5c)，臀鰭支鰭骨和鰭條從38日齡(全長16.54 mm)時開始硬骨化(圖5d)，41日齡(全長19.66 mm)時臀鰭硬骨化完成(圖5e)。

圖4 金錢魚尾鰭支鰭骨的發(fā)育Fig.4 Development of pterygiophore of caudal fin in butterfish S. argusa.11日齡(全長3.78 mm)； b.14日齡(全長4.08 mm)； c.15日齡(全長4.16 mm)； d.22日齡(全長6.86 mm)； e.38日齡(全長16.54 mm)； f.41日齡(全長19.66 mm); Hy.尾下骨； Us.尾桿骨； Ep.尾上骨； Na.髓弓; Ha.脈弓; Fr.鰭條.a.11 dph(TL 3.78 mm); b.14 dph(TL 4.08 mm); c.15 dph(TL4.16 mm); d.22 dph(TL 6.86 mm); e.38 dph(TL 16.54 mm)； f.41 dph(TL 19.66 mm); Hy.hypural; Us.urostyle; Ep.epural; Na.medullary arch; Ha.haemal arch; Fr.fin ray.

圖5 金錢魚臀鰭發(fā)育Fig.5 Development of anal fin in butterfish S. argusa.13日齡(全長3.92 mm)； b.15日齡(全長4.16 mm)； c.22日齡(全長6.86 mm)； d.38日齡(全長16.54 mm); e.41日齡(全長19.66 mm); Fp.支鰭骨原基； Fr.鰭條.a.13 dph(TL 3.92 mm); b.15 dph(TL 4.16 mm); c.22 dph(TL 6.86 mm); d.38 dph(TL 16.54 mm); e.41 dph(TL 19.66 mm); Fp.pterygiophore primordium； Fr.fin ray.

金錢魚孵化后背鰭均以透明的鰭褶形式出現(xiàn)，直至13日齡(全長3.92 mm)背部肌肉與脊索之間著生9枚軟骨質(zhì)的支鰭骨(圖6a)，隨后背鰭支鰭骨向前后兩端推進(jìn)，數(shù)量不斷增加直至維持25～26枚。15日齡(全長4.16 mm)鰭褶發(fā)育成軟骨質(zhì)鰭條(圖6b)。21日齡(全長6.08 mm)背鰭前10～11根鰭條銳化成背棘，后期背棘數(shù)量維持在11～12根(圖6c)，且第1背棘為倒棘。33日齡(全長11.72 mm)背鰭支鰭骨和鰭條相繼開始硬骨骨化(圖6d)。41日齡(全長19.66 mm)背鰭硬骨化完成(圖6e)。

圖6 金錢魚背鰭發(fā)育Fig.6 Development of dorsal fin in butterfish S. argusa.13日齡(全長3.92 mm)； b.15日齡(全長4.16 mm)； c.21日齡(全長6.08 mm)； d.33日齡(全長11.72 mm)； e.41日齡(全長19.66 mm); Fp.支鰭骨原基； Fr.鰭條.a.13 dph(TL 3.92 mm); b.15 dph(TL 4.16 mm); c.21 dph(TL 6.08 mm); d.33 dph(TL 11.72 mm); e.41 dph(TL 19.66 mm); Fp.pterygiophore primordium; Fr.fin ray

3 討 論

3.1 金錢魚仔稚魚骨骼系統(tǒng)發(fā)育的適應(yīng)性意義

魚類仔稚魚骨骼系統(tǒng)的發(fā)育與早期功能需求密切相關(guān)，特別是卵生魚類。金錢魚初孵仔魚具備間歇性移動能力，孵化后有限的內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)只能勉強支撐金錢魚仔魚存活6～8 d，從而促使金錢魚在油球3～4 d消耗完之前發(fā)育具備一定主動捕食能力的器官，如優(yōu)先發(fā)展與平衡游泳和攝食相關(guān)的骨骼。2日齡金錢魚胸鰭出現(xiàn)烏喙骨，是最先發(fā)育的魚鰭骨骼，其他魚鰭仍以鰭褶形式出現(xiàn)，已具備在靜水中左右平衡和擺動能力，5日齡腹鰭支鰭骨原基開始軟骨化，從而具有更強的平衡能力，尾鰭發(fā)育較慢，移動速度較慢，直至11日齡尾鰭開始軟骨化才使得仔魚主動攝食的能力逐漸增強。15日齡各魚鰭均已軟骨化，且鰭褶均已發(fā)育為鰭條，此時金錢魚已具備較強的穿梭和捕食能力，攝食量增加明顯。20日齡金錢魚表皮發(fā)現(xiàn)錐狀櫛鱗，滲透壓調(diào)節(jié)能力增強，此時可以開始進(jìn)行鹽度淡化以降低魚苗培育成本。在21—23日齡期間，金錢魚腹鰭、臀鰭和背鰭的部分鰭條相繼發(fā)育為棘，這對金錢魚的自然生存能夠起到很好的防御作用，但人被魚棘刺中后會有2～3 h的刺痛，因此在苗種的轉(zhuǎn)移過程中要多加注意，而且魚體越大被刺后陣痛越久越強，有時疼痛感24 h后才能完全消除。

3.2 金錢魚仔稚魚劃分標(biāo)準(zhǔn)

目前仔稚魚劃分標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，主要有尾索上翹[10]和出現(xiàn)腹鰭原基[11]兩種判別標(biāo)準(zhǔn)。由于金錢魚5日齡時就出現(xiàn)腹鰭原基，此時其他魚鰭還未出現(xiàn)支鰭骨原基，且金錢魚仔魚開口攝食不明顯、運動能力較弱。以腹鰭原基出現(xiàn)作為仔稚魚劃分標(biāo)準(zhǔn)尚為時過早；15日齡時尾索上翹，且此時金錢魚在主動捕食和運動方面有較為明顯的變化，因此可以將尾索上翹作為金錢魚由仔魚期轉(zhuǎn)入稚魚期的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 金錢魚仔稚魚骨骼系統(tǒng)發(fā)育的特殊性

魚類的附肢支鰭骨發(fā)育順序一般是優(yōu)先發(fā)育掌握左右平衡的胸鰭，緊接著是推進(jìn)作用的尾鰭，再是其他鰭條[12-13]。金錢魚各附肢支鰭骨發(fā)育的先后順序依次為胸鰭、腹鰭、尾鰭、背鰭、臀鰭。金錢魚的尾鰭發(fā)育較褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)[9]和美洲鰣(Alosasapidissima)[14]相對靠后，腹鰭比尾鰭先發(fā)育，從而滯緩其向前推進(jìn)的能力，這也可能是金錢魚發(fā)育前期主要是間歇性活動，而快速平游能力較弱的原因。15日齡金錢魚已有3枚固定獨立的尾上骨，與鞍帶石斑魚(Epinepheluslanceolatus)[15]、大瀧六線魚(Hexagrammosotakii)[16]和緋小鯛 (Pagelluserythrinus)[17]相同，大西洋庸鰈(Hippoglossushippoglossus)[18]和尖吻鱸(Latescalcarifer)[19]有1枚尾上骨，而菊黃東方鲀(Takifuguflavidus)[12]沒有尾上骨。金錢魚第4～6枚尾下骨連接愈合，這與刀鱭(Coilianasus)[20]和美洲鰣[13]相同。

金錢魚仔魚發(fā)育后期部分鰭條銳化成棘，如腹鰭兩側(cè)最終各形成1根腹棘，背鰭前部最終形成11～12根背棘，且第1背棘為倒棘，臀鰭前部最終形成4根臀棘，這些棘與鰭條一起既能增加游泳能力，又能起到進(jìn)攻和防御的作用。類似鰭棘結(jié)構(gòu)在尖吻重牙鯛(Diploduspuntazzo)[21]、褐菖鲉[9]和日本鬼鲉(Inimicusjaponicus)[22]中均有發(fā)現(xiàn)，但其鰭棘數(shù)量均沒有金錢魚的多，且金錢魚鰭棘內(nèi)含有毒素，人被刺時疼痛難忍，因此在養(yǎng)殖過程中要多加留意。25日齡時，金錢魚魚皮表面發(fā)現(xiàn)細(xì)小的錐狀櫛鱗，隨著發(fā)育的繼續(xù)，櫛鱗的數(shù)量越來越多。第1背棘為倒棘、臀棘的數(shù)量和櫛鱗的出現(xiàn)是金錢魚科在鱸形目分類劃分的顯著判斷標(biāo)志[23]。

金錢魚各附肢支鰭骨均為先軟骨化后硬骨化，而髓弓、脈弓、腹肋、髓棘和脈棘是先部分軟骨化后再硬骨化，軟骨染色液對脊柱、尾桿骨和部分髓弓、脈弓、腹肋、髓棘和脈棘無顯色作用，分析認(rèn)為，這些部位均由骨膜直接硬骨化。金錢魚各附肢支鰭骨與髓弓、脈弓、髓棘和脈棘相同皆由其基部向末端方向進(jìn)行硬骨骨化，這與大黃魚(Pseudosciaena)[24]和大菱鲆(Scophthalmusmaximus)[25]相同，而刀鱭從中間向基部和末端同時硬骨化[20,26]。軀錐尾椎節(jié)數(shù)、魚鰭發(fā)育骨化的先后順序、鰭棘和鱗片的特殊性均可以作為金錢魚系統(tǒng)進(jìn)化分類的重要判斷依據(jù)。

4 結(jié) 論

在溫度25.5～29.1 ℃，鹽度由25逐漸降至1.7的養(yǎng)殖條件下，15日齡金錢魚尾索上翹，主動捕食和運動能力增強，由仔魚期轉(zhuǎn)入稚魚期；20日齡時開始出現(xiàn)櫛鱗，可以逐漸鹽度淡化；魚棘出現(xiàn)后，苗種生產(chǎn)過程中應(yīng)注意被刺傷。第1背棘為倒棘、臀棘的數(shù)量和櫛鱗的出現(xiàn)是金錢魚科在鱸形目分類劃分的顯著判斷標(biāo)志。金錢魚仔稚魚骨骼發(fā)育研究結(jié)果對其早期發(fā)育環(huán)境適應(yīng)、生產(chǎn)操作和分類鑒定有重要作用。