養(yǎng)殖環(huán)境下曼氏無針烏賊生長的初步研究

謝慕原，徐漢祥，張 濤，李鵬飛，徐開達(dá)，隋宥珍，劉連為，史會(huì)來，梁 君

（浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)漁場漁業(yè)資源科學(xué)觀測試驗(yàn)站，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021）

曼氏無針烏賊Sepiella maindroni 俗稱墨魚，隸屬頭足綱Cephalopoda、十腕目Decapoda、烏賊科Sepiidae、無針烏賊屬Sepiella，在我國沿海分布較廣，曾是我國東海漁場傳統(tǒng)“四大海產(chǎn)”之一[1]。20 世紀(jì)70 年代末以來，由于過度捕撈破壞了生態(tài)平衡，導(dǎo)致其資源衰竭，無法形成漁汛[2-3]。為恢復(fù)曼氏無針烏賊資源，90 年代末開始，隨著苗種繁育研究的進(jìn)步、人工育苗技術(shù)的突破與增殖放流力度逐年加大[4-7]，自然海域中曼氏無針烏賊資源恢復(fù)已初顯成效[8]。

烏賊的內(nèi)殼俗稱海螵蛸，是其體內(nèi)除耳石、角質(zhì)顎以外的重要硬組織，不但具有支持身體的功能，還能為其提供浮力[9]。內(nèi)殼位于胴體背側(cè)皮膚下，主要由石灰質(zhì)構(gòu)成，其生長紋呈同心的圓紋狀[10-12]，前端紋間距極窄，隨日齡增長生長紋間距逐漸變寬，后端生長紋間距寬[13]且輪紋線條較粗，烏賊的整個(gè)生命周期都伴隨著生長紋數(shù)量的增長。目前，關(guān)于烏賊的耳石微結(jié)構(gòu)、角質(zhì)顎形態(tài)及微結(jié)構(gòu)[14-21]等方面已經(jīng)有較多的研究，有關(guān)內(nèi)殼的研究則集中于外部形態(tài)上[22-24]，而利用硬組織的生長紋來估算頭足類的年齡是一種快速、低成本且易觀察的方法，也是最有效的方法之一[13]，為此，本研究選用形態(tài)穩(wěn)定、生長輪紋清晰的內(nèi)殼作為研究對象分析曼氏無針烏賊的年齡與生長的關(guān)系。本文從曼氏無針烏賊的胴背長、體重和內(nèi)殼的生長紋的變化與日齡的對比等方面，對養(yǎng)殖環(huán)境下烏賊生長進(jìn)行研究，討論并分析影響內(nèi)殼輪紋變化的原因，旨在進(jìn)一步闡明曼氏無針烏賊的生長特性，為提升烏賊的繁育技術(shù)以及更好地養(yǎng)護(hù)其資源提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

實(shí)驗(yàn)所用的曼氏無針烏賊樣本采自浙江省海洋水產(chǎn)研究所試驗(yàn)場基地，所有樣本是同一批孵化且集中出膜的群體。取樣時(shí)間為2020 年8 月2 日（幼體孵化）至11 月12 日（所有曼氏無針烏賊產(chǎn)卵后自然死亡），其中10 月31 日前每天隨機(jī)取樣10 尾，11 月后每隔3 d 隨機(jī)取10 尾，共取得樣品約900 尾。8-9 月養(yǎng)殖水溫為26.5～27.0 ℃，10-11 月養(yǎng)殖水溫為23.0～25.0 ℃，鹽度在26.5～27 之間。

1.2 生物學(xué)測定

用游標(biāo)卡尺測量體長，記錄胴背長（LM）和胴背寬（LB）（精確至0.1 mm），用電子天平稱量樣本的體重（W）（精確至0.01 g）；隨后將其腹部朝上方，用剪刀剪開其外套[25]，取出并清洗內(nèi)殼，測量內(nèi)殼殼長（CL）、殼寬（CB），并稱其殼重（CW），將內(nèi)殼做好標(biāo)記備用。在尼康體視解剖鏡下測定內(nèi)殼輪紋數(shù)（LN）并拍照。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 和SPSS 軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用5 種函數(shù)模型（線性、二次函數(shù)、乘冪、指數(shù)、對數(shù)）擬合曼氏無針烏賊各項(xiàng)生物學(xué)指標(biāo)間的回歸方程，選擇決定系數(shù)（R2）最大者為最佳擬合回歸方程。生長率采用瞬時(shí)相對生長率（instantaneous relative growth rate,IRGR）和絕對生長率（absolute growth rate,AGR）[25]估算曼氏無針烏賊的生長率。計(jì)算公式如下：

式中：R1為t1齡時(shí)的胴長或體質(zhì)量，mm 或g；R2為t2齡時(shí)的胴長或體質(zhì)量，mm 或g；AGR 單位為mm·d-1或g·d-1；時(shí)間間隔Δt=t2-t1，取值為10 d[16]。

2 結(jié)果

2.1 內(nèi)殼與生長紋特征

曼氏無針烏賊內(nèi)殼生長紋是由新生長紋包裹舊生長紋形成的，而內(nèi)殼長寬和重量的增長與烏賊體型的變化息息相關(guān)。幼烏賊內(nèi)殼的長寬比例小，近似圓形，隨著日齡增加內(nèi)殼呈橢圓形，新長出的輪紋間距逐漸密集。1 日齡內(nèi)殼的外錐面正在形成中，并隨著日齡增加，外錐面逐漸變大，見圖1。

圖1 內(nèi)殼形態(tài)變化示意圖Fig.1 Schematic diagram of shape change of cuttlebones

2.2 胴背長和體重的關(guān)系

經(jīng)分析，胴背長與曼氏無針烏賊體重之間具有顯著相關(guān)性（P＜0.01），胴背長和體重的冪函數(shù)W=aLb擬合的結(jié)果中，冪指數(shù)b 值為2.5，符合海洋魚類和無脊椎動(dòng)物門b 值為2.4～3.2 的范圍[26-27]，但b≠3，為異速生長，見圖2。根據(jù)每日均勻取樣結(jié)果來看，樣本胴背長范圍為2.19～104 mm，體重范圍為0.01～217.1 g。

圖2 胴背長與體重的關(guān)系Fig.2 Relationship between carcass length and weight

2.3 日齡與生長指標(biāo)的關(guān)系

根據(jù)取樣結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樣本生命周期為103 d，故最大日齡為103。通過比較不同生長模型的判定系數(shù)（R2），確定最優(yōu)生長模型：曼氏無針烏賊的胴背長—日齡生長方程以乘冪模型最佳，胴背寬—日齡生長方程以線性模型最佳，輪數(shù)—日齡生長方程以線性模型最佳，而體重—日齡生長方程以乘冪模型最佳，見圖3。

圖3 胴背長-日齡，胴背寬-日齡，輪數(shù)-日齡和體重-日齡關(guān)系Fig.3 Relationshipbetweencarcasslength-daysofage,carcasswidth-daysofage,wheelgrainnumber-daysofageandweight-daysofage

2.4 輪紋數(shù)與生長指標(biāo)的關(guān)系

樣本共取曼氏無針烏賊內(nèi)殼900 個(gè)，其中無變形或破損的有811 個(gè)。根據(jù)均勻取樣來看，樣本的輪數(shù)范圍為3～94 輪。對輪紋數(shù)與生長指標(biāo)的關(guān)系分析顯示，胴背長—輪數(shù)、胴背寬—輪數(shù)和體重—輪數(shù)生長方程均以乘冪模型最佳，見圖4。

圖4 胴背長-輪數(shù)，胴背寬-輪數(shù)和體重-輪數(shù)關(guān)系Fig.4 Relationship between carcass length-wheel grain number,carcass width-wheel grain number and weight-wheel grain number

2.5 生長速度

2.5.1 胴背長生長率

曼氏無針烏賊胴背長IRGR 范圍為0.1%～7.88%，AGR 范圍為0.05～1.68 mm·d-1。胴背長最大IRGR出現(xiàn)在11～20 d，81～90 d 達(dá)低點(diǎn)，隨后又呈上升趨勢，AGR 在1～10 d 達(dá)最低點(diǎn)，41～50 d 達(dá)到高峰，見圖5。

圖5 曼氏無針烏賊個(gè)體胴背長生長率Fig.5 Growth rate of carcass length in individual S.maindroni

通過對61～100 d（可鑒別性別）的曼氏無針烏賊進(jìn)行分析，雌性胴背長IRGR 范圍為0.009%～0.89%，AGR 為0.13～0.67 mm·d-1；雄性胴背長IRGR 范圍為0.77%～2.49%，AGR 為0.68～2.07 mm·d-1。雌性胴背長IRGR 與AGR 的變化趨勢較為一致，均在71～80 d 時(shí)達(dá)高峰，81～90 d 時(shí)達(dá)低點(diǎn)。雄性胴背長生長速度整體上大于雌性，且雌性胴背長IRGR 在后期則呈逐漸下降趨勢，見圖6。

圖6 曼氏無針烏賊雌雄個(gè)體胴背長生長率Fig.6 Growth rate of carcass length in both sexes of S.maindroni

2.5.2 體重生長率

曼氏無針烏賊體重IRGR 范圍0.45%～24.43%，AGR 為0.01～2.89 g·d-1。體重IRGR 與AGR 變化趨勢不一致，IRGR 整體呈下降趨勢，而AGR 整體處于上升趨勢。但兩者都在81～90 d 達(dá)低點(diǎn)。此外，曼氏無針烏賊胴背長與體重IRGR 的變化趨勢較為一致，見圖7。

圖7 曼氏無針烏賊個(gè)體體重生長率圖Fig.7 Growth rate of weight in individual S.maindroni

其中61～100 d 齡曼氏無針烏賊雄性體重IRGR 范圍為1.03%～6.35%，AGR 為0.77～5.4 mm·d-1；雌性胴背長IRGR 范圍為0.36%～2.45%，AGR 為0.22～1.66 mm·d-1。雌、雄體重的IRGR 與AGR 變化趨勢較為一致，雄性群體的體重生長整體仍大于雌性，但兩者均在70～80 d 增高，81～90 d 達(dá)低點(diǎn)，見圖8。

圖8 曼氏無針烏賊雌雄個(gè)體體重生長率Fig.8 Growth rate of weight in both sexes of S.maindroni

3 討論與分析

3.1 生長紋生長特性

曼氏無針烏賊的內(nèi)殼在其孵化時(shí)就已形成，而內(nèi)殼生長紋則是在烏賊出膜前形成。本實(shí)驗(yàn)中1 日齡烏賊內(nèi)殼平均輪紋數(shù)為4.25 輪，且生長速度在71 日齡前，整體呈勻速生長，71 日齡時(shí)平均輪數(shù)為71.43 輪，該段時(shí)間平均每日增長0.96 輪，而71 日齡后增長速度變緩，到103 日齡時(shí)輪紋平均數(shù)只達(dá)到了89.11 輪，該段時(shí)間平均每日平均增長0.55 輪。

水溫是影響魚類及頭足類生長和發(fā)育的主要因子[28]，劉必林等[13]和BETTENCOURT,et al[29]通過實(shí)驗(yàn)比對發(fā)現(xiàn)烏賊內(nèi)殼生長紋受水環(huán)境尤其溫度的影響較大。倪正雅等[30]在對浙北漁場周年漁獲群體組成的研究中發(fā)現(xiàn)，1982 年7-9 月野生幼烏賊內(nèi)殼生長紋的分布范圍為5～56 輪，11 月-次年2 月越冬烏賊內(nèi)殼生長紋范圍為76～150 輪，次年4-6 月生殖期烏賊內(nèi)殼生長紋分布范圍為101～170 輪。本研究由于養(yǎng)殖群體的水溫比較可控，水文環(huán)境變化小，平均溫度較高，在8-9 月的生長紋分布范圍為4～65 輪，10-11 月的生長紋分布范圍為60～94 輪。其中8-9 月的生長紋分布范圍接近倪正雅研究中7-9 月野生幼烏賊的生長紋分布范圍，有可能是因?yàn)橐吧h(huán)境夏季溫度與養(yǎng)殖環(huán)境水溫相似，所以生長輪紋數(shù)也比較接近。另外，由于水溫控制，養(yǎng)殖群體的發(fā)育及性腺成熟遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于野生群體，生長4 個(gè)月左右產(chǎn)卵，然后相繼死亡，生命周期為4 個(gè)月左右，而野生群體因生存環(huán)境水文變化較大，生長緩慢，生命周期為1 年左右，所以野生群體隨著日齡的增長，生長紋的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于養(yǎng)殖群體。LE GOFF,et al[31]在研究中發(fā)現(xiàn)分布在比斯開灣的烏賊，夏季輪紋生長速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬季的生長速度，本研究也觀察到養(yǎng)殖條件下，曼氏無針烏賊在夏季孵化時(shí)間比水溫略低的冬季孵化時(shí)間短。雖然冬季孵化的養(yǎng)殖群體破膜時(shí)間要比夏季孵化群體多10 d 左右，但破膜時(shí)的內(nèi)殼輪紋平均為6 輪，僅比夏季群體破膜時(shí)的內(nèi)殼輪紋數(shù)多了1.75 輪。

3.2 生長速度分析

曼氏無針烏賊在不同的生長階段，生長速度也不同。SYKES,et al[32]研究表明烏賊在發(fā)育時(shí)存在縮水變小和吸水膨脹的現(xiàn)象，從本研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，1～2 日齡烏賊胴背長和體重要大于3～6 日齡，很有可能1-2 日齡的烏賊在發(fā)育時(shí)出現(xiàn)了吸水膨脹的現(xiàn)象，破膜后的幼體活動(dòng)量小，肌肉放松，體型仍處于膨脹期，而經(jīng)過幾天適應(yīng)活動(dòng)后，肌肉收緊，恢復(fù)正常大小。

劉玉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，個(gè)體間自身的生理變化也會(huì)產(chǎn)生生長速度的差異。本研究中烏賊胴背長與體重的瞬時(shí)相對生長率（IRGR）11～20 日齡相對整個(gè)生命周期而言速度較快，并伴隨胴背長與體重的驟增，可能這段時(shí)間能量消耗更多，建議養(yǎng)殖者供應(yīng)充分的餌料，以保證生長所需的營養(yǎng)。曼氏無針烏賊在不同的環(huán)境下，生長速度亦不相同，如：本實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖環(huán)境下曼氏無針烏賊生長速度快，3～4 個(gè)月便完成了發(fā)育及繁育，壽命僅為4 個(gè)月左右，而倪正雅等[33]研究中野生曼氏無針烏賊壽命為1 年；魏臻邦等[34]通過實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境下金烏賊壽命為7 個(gè)月；葉素蘭[35]實(shí)驗(yàn)證明在適宜的條件下，人工養(yǎng)殖的曼氏無針烏賊1 年可以繁育2 次，以上研究表明烏賊科物種生長可能具有很強(qiáng)的可塑性，受生長環(huán)境的影響很大，環(huán)境不同致使其生長周期不相同。此外，陳新軍等[36]發(fā)現(xiàn)柔魚的生長受性腺發(fā)育影響較多，且性成熟后從外界吸收的營養(yǎng)物質(zhì)主要用于性腺發(fā)育；本研究中烏賊35 日齡時(shí)出現(xiàn)性腺發(fā)育Ⅰ期，此時(shí)胴背長IRGR呈緩慢生長趨勢，這可能是由于此時(shí)的曼氏無針烏賊體內(nèi)能量多數(shù)用于性腺發(fā)育致使其生長緩慢。

為更好的觀察性腺發(fā)育與烏賊生長的關(guān)系，本研究在分析過程中將61～100 日齡完全達(dá)到性腺成熟（Ⅲ-Ⅴ期）的烏賊分為雌、雄兩組進(jìn)行對比分析。通過對比發(fā)現(xiàn)，雄性群體整體上的生長速度要大于雌性群體，這與劉玉等[16]研究南海鳶烏賊微型群體結(jié)果相吻合。而陸化杰等[37]研究結(jié)果則表明在相似日齡期間內(nèi)，阿根廷柔魚雌性的生長率要遠(yuǎn)高于雄性，因此可見，頭足類不同種類生長發(fā)育情況也均存在差異。本研究中養(yǎng)殖條件下的曼氏無針烏賊生命周期更短，性腺發(fā)育更快，此階段雌性群體生長速度最為緩慢。根據(jù)記錄發(fā)現(xiàn)此階段烏賊處于產(chǎn)卵期，可能由于產(chǎn)卵期烏賊進(jìn)食較少，且吸收的營養(yǎng)大部分用于產(chǎn)卵，因而造成生長速度緩慢。