不同光照時(shí)間對(duì)東北林蛙生長(zhǎng)發(fā)育的影響

郭瓊瑤，于 淋，趙玉敏，鄭博文，張力凡

(通化師范學(xué)院，吉林通化 134002)

東北林蛙(Ranadybowskii)，屬兩棲綱(Amphibia)、無(wú)尾目(Anura)、蛙科(Ranidae)、蛙屬(Rana)，主產(chǎn)于中國(guó)黑龍江、吉林、遼寧三省，為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，其雌性的輸卵管干制品也叫林蛙油，稱哈蟆油[1-3]，是滋補(bǔ)佳品。東北林蛙是一種珍貴的兩棲類(lèi)動(dòng)物，集食、藥、補(bǔ)于一體，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]和良好的發(fā)展前景。其實(shí)，早在清朝時(shí)期林蛙就已經(jīng)得到了極大的開(kāi)發(fā)利用，具有很高的地位，是“八珍”之首、“四大山珍”之一，甚至還出口海外。目前，也有關(guān)于林蛙的蝌蚪、幼蛙和成蛙的養(yǎng)殖相關(guān)方面的報(bào)道。2007年鄧秋香等[5]研究了光照強(qiáng)度對(duì)中國(guó)林蛙幼蛙的影響，通過(guò)幼蛙培育箱，在恒溫下用七組不同光照強(qiáng)度對(duì)每箱幼蛙的平均體重、平均體長(zhǎng)及運(yùn)動(dòng)能力等方面進(jìn)行記錄，明顯可見(jiàn)光照過(guò)低、過(guò)高，都會(huì)使林蛙的跳動(dòng)次數(shù)減少，死亡率大大增加。2016年林遠(yuǎn)鋒[6]在東北林蛙蝌蚪的控光飼養(yǎng)技術(shù)研究中，對(duì)不同的光照強(qiáng)度對(duì)蝌蚪體重的影響方面進(jìn)行了探究，結(jié)果說(shuō)明光照強(qiáng)度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使蝌蚪的體重下降，影響蝌蚪的變態(tài)所需時(shí)間及成活率。

近年來(lái)，隨著自然環(huán)境的惡化，人們發(fā)現(xiàn)東北林蛙具有巨大的寶貴價(jià)值和很大的市場(chǎng)潛力，開(kāi)始對(duì)東北林蛙進(jìn)行過(guò)度捕捉，這也導(dǎo)致了野生東北林蛙資源日益減少，甚至還被列為易危物種。因此，如何大規(guī)模人工養(yǎng)殖東北林蛙是必須要探索的問(wèn)題。該研究通過(guò)參考大量關(guān)于光照對(duì)東北林蛙生長(zhǎng)發(fā)育影響的文獻(xiàn)，在室內(nèi)進(jìn)行東北林蛙養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)，探索最適于東北林蛙生長(zhǎng)發(fā)育的光照時(shí)間，為林蛙養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試動(dòng)物：東北林蛙蛙卵，2021年4月初取于通化市東昌區(qū)通化師范學(xué)院大棚。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器：主要為顯微鏡、顯微攝影系統(tǒng)、塑料盒、電子秤、量筒、尺子、定時(shí)器、臺(tái)燈、錫紙、遮光簾。

1.2 方法

隨機(jī)取早6：00到8：00剛剛產(chǎn)出的東北林蛙卵，將其放置在顯微鏡下進(jìn)行觀察，此時(shí)蛙卵大都處于受精的單細(xì)胞狀態(tài)，經(jīng)過(guò)靜置，待蛙卵橫列縱列達(dá)到8細(xì)胞以上時(shí)，利用魚(yú)線切割法將大團(tuán)的蛙卵分成小團(tuán)，每團(tuán)10粒左右，然后將所有的蛙卵混合，保證所取樣品減少親本個(gè)體差異。將蛙卵平均分為八組，每組選取300個(gè)，對(duì)其進(jìn)行遮光或光照處理，放置在同一個(gè)室內(nèi)，以保證溫度影響波動(dòng)最小。設(shè)置4hrs為光照時(shí)間梯度，依次為全天無(wú)光照，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs、20hrs、全天光照和正常光照8個(gè)實(shí)驗(yàn)組，將蛙卵放進(jìn)盒內(nèi)并進(jìn)行標(biāo)記。利用臺(tái)燈延長(zhǎng)光照時(shí)間，通過(guò)使用定時(shí)器將光照20hrs設(shè)置光照4hrs，全天光照組設(shè)置光照8hrs。當(dāng)蝌蚪達(dá)到光照時(shí)間時(shí)，將裝有東北林蛙的盒子用錫紙包裹，放至棕色箱，并用遮光簾遮擋進(jìn)行暗處理。

在分組后，記錄不同光照時(shí)間下，每組蝌蚪的孵化率、成活率、平均體積、平均質(zhì)量以及體長(zhǎng)，作為初始數(shù)據(jù)。從蛙卵孵化成蝌蚪開(kāi)始，每隔4d對(duì)林蛙的體重、體積和體長(zhǎng)進(jìn)行記錄，記錄蝌蚪變態(tài)過(guò)程中長(zhǎng)出前肢、后肢和完全變態(tài)發(fā)育成幼蛙的時(shí)間。后期由于幼蛙體質(zhì)較弱，且較為活潑，極難測(cè)量，并未對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

蝌蚪體重測(cè)量方法：去除蝌蚪體表水分，放至已經(jīng)在電子秤上去皮的盒內(nèi)，計(jì)算各組平均體重。

蝌蚪體長(zhǎng)測(cè)量方法：每組隨機(jī)取蝌蚪6只，計(jì)算蝌蚪頭部到尾端的平均距離。

蝌蚪體積測(cè)量方法：將裝有20mL水的量筒內(nèi)放入25只蝌蚪，計(jì)算出增加的體積，求出蝌蚪的平均體積。

1.3 數(shù)據(jù)處理

該實(shí)驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪孵化率的影響

由圖1可知：光照時(shí)間對(duì)蝌蚪孵化率影響較大，尤其是對(duì)全天無(wú)光照和全天光照，其孵化率最低。與正常光照組對(duì)比，孵化率均有所降低，孵化率依次為正常光照組>光照16hrs>光照12hrs>光照20hrs>光照8hrs>光照4hrs>光照16hrs>全天無(wú)光照。但由于需要將蛙卵進(jìn)行分組，對(duì)蛙卵進(jìn)行捕捉，會(huì)對(duì)蛙卵造成損傷，進(jìn)而影響其孵化率，所以該組數(shù)據(jù)并不完全精準(zhǔn)，具有偶然性。

圖1 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪孵化率的影響

2.2 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪體重的影響

由表1可知：光照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都會(huì)對(duì)蝌蚪體重造成明顯的變化。經(jīng)過(guò)32d對(duì)蝌蚪的養(yǎng)殖，光照8hrs的蝌蚪體重和光照時(shí)間為20hrs的蝌蚪體重小于正常光照時(shí)間下的蝌蚪體重，說(shuō)明這兩組不利于蝌蚪的生長(zhǎng)；光照16hrs的蝌蚪體重與正常光照時(shí)間下的蝌蚪體重相似，沒(méi)有太大差距；其余幾組的蝌蚪體重均大于正常光照時(shí)間下的蝌蚪體重，其中，光照4hrs體重增加較為緩慢，全天無(wú)光照組體重增加最為迅速，其次2組體重增加速度依次為光照12hrs、光照24hrs，且在光照12d以后，蝌蚪體重明顯增加的速度變快。

表1 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪體重的影響/g

2.3 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪體積的影響

由表2可知：光照時(shí)間對(duì)蝌蚪體積影響較大，光照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都會(huì)對(duì)蝌蚪體積造成變化。經(jīng)過(guò)32d對(duì)蝌蚪進(jìn)行的養(yǎng)殖，光照8hrs的蝌蚪體積光照時(shí)間和20hrs的蝌蚪體積小于正常光照時(shí)間下的蝌蚪體積；光照16hrs的蝌蚪體積與正常光照時(shí)間下的蝌蚪體積相似，沒(méi)有太大差距；其余幾組的蝌蚪體積均大于正常光照時(shí)間下的蝌蚪體積．其中，相對(duì)于正常光照時(shí)間下的蝌蚪體積，光照4hrs組體積增加最為緩慢，全天無(wú)光照組體積增加最為迅速，其次2組體積增加的速度依次為光照12hrs、24hrs，說(shuō)明這4個(gè)光照時(shí)間有利于蝌蚪的生長(zhǎng)。

表2 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪體積的影響/cm3

2.4 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪變態(tài)發(fā)育成蛙的影響

由表3可知：在不同的光照時(shí)間下，蝌蚪變態(tài)發(fā)育成蛙的變態(tài)率有很大的差距，順序?yàn)?hrs(95%)>24hrs(92%)>4hrs(86%)>20hrs(83%)>12hrs(71%)>16hrs(62%)>正常時(shí)間(60%)>8hrs(54%)。當(dāng)光照時(shí)間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下，蝌蚪的變態(tài)率均達(dá)到90%以上，且光照4hrs和光照20hrs這兩種條件下，變態(tài)率也達(dá)到了80%以上，其余三組除了光照8hrs以外，變態(tài)率也超過(guò)了正常光照時(shí)間。由此可見(jiàn)，較為極端的環(huán)境有利于提高蝌蚪的變態(tài)率，光照8hrs不利于蝌蚪變態(tài)發(fā)育。

表3 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪變態(tài)發(fā)育成蛙的影響

在不同的光照時(shí)間下，蝌蚪變態(tài)發(fā)育長(zhǎng)出前后肢的時(shí)間差距較大，光照時(shí)間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下的蝌蚪長(zhǎng)出前后肢時(shí)間最短，光照4hrs和光照20hrs兩組時(shí)間較長(zhǎng)，光照8hrs長(zhǎng)出前后肢時(shí)間最長(zhǎng)。蝌蚪變態(tài)發(fā)育時(shí)先長(zhǎng)后肢，其次長(zhǎng)前肢，最后尾巴慢慢退化，完全變態(tài)發(fā)育成幼蛙，其長(zhǎng)后肢在12d～14d以內(nèi)會(huì)長(zhǎng)前肢，在前肢發(fā)育出3d～5d后會(huì)完全變態(tài)發(fā)育成幼蛙。雖然蝌蚪變態(tài)發(fā)育長(zhǎng)出前后肢和完全變態(tài)發(fā)育成幼蛙的時(shí)長(zhǎng)在不同的光照時(shí)間下有很大差距，但從其長(zhǎng)出后腿到完全變態(tài)發(fā)育成幼蛙所需時(shí)間基本一致，均在16d～18d以內(nèi)。

不同的光照時(shí)間對(duì)蝌蚪變態(tài)發(fā)育成幼蛙的成活率影響極大，光照時(shí)間處于全天黑暗和全天光照這兩種極端條件下的蝌蚪成活率為0，其余幾個(gè)組的成活率大小依次為12hrs(65%)>正常時(shí)間(62%)>16hrs(60%)>8hrs(23%)>20hrs(10%)>4hrs(8%)，由此可見(jiàn)，光照時(shí)間的過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都會(huì)大大地降低幼蛙的成活率，甚至使其全部死亡。而光照時(shí)間為12hrs和16hrs的存活率相對(duì)較高，和光照時(shí)間正常的對(duì)照組的成活率相似。

圖2 不同光照時(shí)間對(duì)蝌蚪變態(tài)發(fā)育成蛙的影響

3 分析與討論

3.1 光照原理分析

光是自然界中的一種生態(tài)因子，對(duì)地球上很多的生物生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖方面有著很大的影響，每種生物都有其最適的光照時(shí)間。林蛙是變溫動(dòng)物，變溫動(dòng)物的攝食又與光照強(qiáng)度之間存在著特定的關(guān)系[7-8]。光照林蛙、蝌蚪的時(shí)間不同，會(huì)影響到林蛙和蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)，通過(guò)肉眼觀察，明顯可見(jiàn)其顏色較正常光照時(shí)間下要淺，只在光照8hrs、12hrs、16hrs這幾組正常。在變態(tài)方面，其主要原因是過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短的光照時(shí)間破壞了蝌蚪體內(nèi)正常的激素分泌，促使下丘腦產(chǎn)生正常的應(yīng)激反應(yīng)，故而加速蝌蚪的變態(tài)，其變態(tài)出來(lái)的蝌蚪體型雖大，但是隨著時(shí)間增長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)積累不夠且代謝方面較強(qiáng)。因此，東北林蛙在發(fā)育過(guò)程中，需要有一定強(qiáng)度的光照，但光照時(shí)間不宜太長(zhǎng)。

3.2 討論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，光照12hrs是東北林蛙的生長(zhǎng)發(fā)育的最佳光照時(shí)間。光照8hrs和光照時(shí)間為20hrs的兩組在孵化率、變態(tài)率和存活率方面相對(duì)較大，但是這兩組的蝌蚪在體重、體積方面都要比正常光照時(shí)間下的蝌蚪的體重和體積方面要小很多；進(jìn)行全天光照和全天無(wú)光照這種極端條件下的兩組蝌蚪，其體積、體重、變態(tài)率都是最高的，甚至在蝌蚪進(jìn)行變態(tài)發(fā)育，長(zhǎng)出前后肢的時(shí)間最早，但是孵化率和存活率最低，存活率更是達(dá)到0%，可以看出這兩種極端環(huán)境不適合蝌蚪的變態(tài)發(fā)育，不宜在這種環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)殖；對(duì)進(jìn)行光照4hrs和光照20hrs這兩種較為極端條件下實(shí)驗(yàn)的兩組蝌蚪來(lái)說(shuō)，其體積、體重、變態(tài)率較高，也超過(guò)了正常光照時(shí)間的蝌蚪，但是在孵化率和存活率方面偏低，尤其是在存活率方面最高達(dá)到10%，亦不適合蝌蚪的生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)殖；光照12hrs和光照16hrs兩組的蝌蚪的體重和體積均超過(guò)正常光照時(shí)間下的蝌蚪，且其在孵化率、變態(tài)率和存活率方面，相對(duì)其他組來(lái)說(shuō)偏高，是進(jìn)行東北林蛙養(yǎng)殖的最佳兩組。但是相對(duì)光照16hrs來(lái)說(shuō)，光照12hrs的蝌蚪在體重、孵化率等方面都明顯更高。因此，光照12hrs是東北林蛙的生長(zhǎng)發(fā)育的最佳光照時(shí)間，更適合進(jìn)行東北林蛙的養(yǎng)殖。

4 總結(jié)與展望

4.1 總結(jié)

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖，可明顯看出蝌蚪的體重與體積成正比例關(guān)系，最佳光照時(shí)間為12hrs。光照時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響到蝌蚪的體重、孵化率、存活率等，甚至不同的光照時(shí)間還會(huì)改變蝌蚪長(zhǎng)出前后肢的時(shí)間，但其整體的變態(tài)時(shí)間并沒(méi)有改變，處于16d～18d以內(nèi)。但該實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中，仍有許多不足之處，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和一些數(shù)據(jù)造成誤差。在挑取蛙卵時(shí)動(dòng)作不規(guī)范，對(duì)蛙卵造成損傷，對(duì)其孵化率和最終的存活率造成影響。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)東北林蛙進(jìn)行飼養(yǎng)時(shí)遇到工作人員進(jìn)行消毒，使消毒水進(jìn)入裝有蝌蚪的盒內(nèi)，造成大批蝌蚪死亡。對(duì)蝌蚪進(jìn)行喂食時(shí)，各組分喂食次數(shù)不固定，用量未統(tǒng)一，可能會(huì)導(dǎo)致蝌蚪體重方面出現(xiàn)誤差。在對(duì)東北林蛙進(jìn)行光照時(shí)，光照4hrs、8hrs、12hrs、16hrs和對(duì)照組均采用放在陽(yáng)臺(tái)上用太陽(yáng)進(jìn)行光照，而光照20hrs和光照24hrs兩組采用在沒(méi)有日光照射后使用臺(tái)燈進(jìn)行照射，使實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中光照強(qiáng)度不一致。且該次實(shí)驗(yàn)由于場(chǎng)地和時(shí)間限制沒(méi)有設(shè)置重復(fù)組進(jìn)行對(duì)照，可能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成一定的誤差，還需要在繁殖期對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一次驗(yàn)證性的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

4.2 展望

在中國(guó)有著極其豐富的林蛙資源，相關(guān)產(chǎn)品日益豐富，其產(chǎn)品還有著很高的開(kāi)發(fā)利用率。林蛙本身可以作為食物，對(duì)身體進(jìn)行滋養(yǎng)，林蛙產(chǎn)的林蛙油具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，林蛙皮在美容、保健、醫(yī)藥等領(lǐng)域均被應(yīng)用。隨著人們對(duì)林蛙價(jià)值認(rèn)識(shí)的不斷深入和人民生活水平的日益提高，人們對(duì)自身保健需求的強(qiáng)烈需求，林蛙油及林蛙的加工產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的重視，產(chǎn)品日趨供不應(yīng)求。林蛙產(chǎn)品內(nèi)銷(xiāo)符合發(fā)展經(jīng)濟(jì)活躍市場(chǎng)，豐富人民生活和治病健身的稀缺項(xiàng)目，屬不能滿足需求的產(chǎn)品[9，10]。由此可見(jiàn)，林蛙養(yǎng)殖不僅能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具有重大的科研價(jià)值和生態(tài)價(jià)值。要努力提高林蛙養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，充分發(fā)揮其潛在的科研價(jià)值和生態(tài)效益[11]。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)探究東北林蛙養(yǎng)殖的最佳光照時(shí)間，以求為東北林蛙養(yǎng)殖提供更好的環(huán)境。中國(guó)相關(guān)生物制品公司已研制生產(chǎn)了林蛙抗菌肽軟膏，這類(lèi)藥品能夠?qū)θ梭w的燒燙傷、皮膚潰瘍等傷口處的化膿菌和真菌等產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用。