中國鱟人工馴養(yǎng)繁殖技術(shù)初步研究

陳 志，翁朝紅，鄒麗珍，周洪磊，蔣奕雄，方垂弘，李裕紅，關(guān)杰耀

(1.福建省淡水水產(chǎn)研究所，福建 福州 350002；2.集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，福建 廈門 361021；3.福建省洋澤海洋生物科技有限公司，福建 福州 350603；4.福建省海洋生態(tài)文明促進會，福建 福州 350002；5.華僑大學(xué)化工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系，福建 廈門 361021；6.北部灣大學(xué)海洋學(xué)院，廣西 欽州 535011)

中國鱟隸屬于節(jié)肢動物門(Arthropoda)、肢口綱(Merostomata)、劍尾目(Xiphosura)、鱟科(Tachypleidae)。因頭胸甲狀似馬蹄，其又稱“馬蹄蟹(Horseshoe crab)”[1]。20世紀(jì)80年代以前，我國的舟山、寧波以南的廣大海岸均有分布中國鱟，目前其資源主要集中于南海北部、北部灣及粵西海域。由于近年來幼鱟棲息地被破壞和過度捕撈，導(dǎo)致種群資源銳減，2021年中國鱟被列為國家二級保護動物[2]。

中國鱟具有重要的科學(xué)研究價值和藥用價值，也有學(xué)者建議把鱟資源提高到國家戰(zhàn)略儲備資源[3]。目前關(guān)于中國鱟的研究主要集中于組織學(xué)[4-6]、發(fā)育生物學(xué)[7]、遺傳學(xué)[8]、生態(tài)學(xué)[9-12]及繁殖生物學(xué)[13]等，其中對鱟血液及其制品[14-16]的研究較深入，但對中國鱟人工馴養(yǎng)的研究則較少，Ying Z W等[17]開展了牡蠣肉和魚肉對中國鱟產(chǎn)卵的影響。筆者于2021年在福建羅源開展了中國鱟人工馴養(yǎng)繁殖技術(shù)研究，通過模擬福建省沿海自然生態(tài)環(huán)境，初步實現(xiàn)了中國鱟在人工馴養(yǎng)條件下的自然產(chǎn)卵，對其產(chǎn)卵行為、人工孵化及苗種培育開展了較為系統(tǒng)的研究，旨在為今后開展福建沿海中國鱟資源保護和人工繁殖研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在福建省羅源縣鑒江鎮(zhèn)室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖車間進行，養(yǎng)殖車間占地面積0.2 hm2，場內(nèi)有水泥池60口，每口面積18 m2，規(guī)格為6.0 m×3.0 m×1.0 m，每口池均設(shè)1個進水閥門與1個排水口。

1.2 試驗材料

中國鱟均采自福建沿海。經(jīng)過省級漁業(yè)主管部門審批，獲得采捕證后，筆者于2021年5—6月捕撈收集中國鱟，運回試驗點后進行生物學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量。雄性個體平均頭胸甲寬為(25.23±1.46)cm，平均體質(zhì)量為(1.34±0.18)kg；雌性個體平均頭胸甲寬為(32.12±1.78)cm，平均體質(zhì)量為(3.04±0.41)kg。

1.3 數(shù)據(jù)分析

親鱟馴養(yǎng)前測定各對中國鱟體質(zhì)量，苗種培育前測定初始1齡幼體平均頭胸甲寬(W0)，試驗結(jié)束測量平均頭胸甲寬(W1)，并按公式計算成活率、蛻皮率和生長率。

成活率(%)=終末幼體數(shù)/初始幼體數(shù) ×100

(1)

蛻皮率(%)=2齡幼體數(shù)/初始幼體數(shù) ×100

(2)

生長率(%)=(W1-W0)/W0×100

(3)

1.4 馴養(yǎng)培育

1.4.1 馴養(yǎng)條件

對3口親鱟馴養(yǎng)池進行改造，用A、B和C分別標(biāo)記池號，底部一半鋪30 cm厚的沙，一半不鋪沙，中間用磚頭隔開，以防止水流沖擊沙層，導(dǎo)致沙子流失。馴養(yǎng)前5 d用高錳酸鉀進行全池浸泡1 d，后重點對池底和沙層進行徹底消毒，每2 m2布一個充氣石。

1.4.2 親鱟選擇和消毒處理

選擇活力強、體質(zhì)健壯、外形無損傷、性腺發(fā)育良好的12對成鱟作為親鱟進行培育。對親鱟體表及附肢上的附著物進行清理，再用10 mg/L高錳酸鉀進行消毒15 min，隨機放在A、B和C池中馴養(yǎng)，每池4對，雌雄親鱟均以二維碼標(biāo)記，同時做好相關(guān)記錄。

1.4.3 水質(zhì)條件

場區(qū)用水為直接抽取的海水，經(jīng)砂濾后裝入蓄水池備用，試驗期間海水鹽度為24～28，pH 8.1～8.3，馴養(yǎng)期間自然水溫為8.5～32℃，溶解氧大于4 mg/L。

1.4.4 餌料投喂

水溫升到18℃以上開始投喂生物餌料，投喂時做到“三定”：一是定時，即每天下午5～7點集中投喂1次，馴化誘喂過程中要掌握好節(jié)奏，宜多次少投；二是定質(zhì)，要保持餌料新鮮，餌料可選擇貝類、沙蠶和野雜魚等，保持營養(yǎng)相對均衡；三是定量，日投喂量約為中國鱟總體質(zhì)量的2%～3%，溫度升高，投餌量逐漸增加。性腺強化培育期和繁殖期投餌量適當(dāng)增加至4%～5%，不同的生物餌料采用隔天交替投喂。

1.4.5 日常管理

為保持池內(nèi)水質(zhì)清新，每天上午7～8點全部換水并清洗池子及沙層，用毛刷清理池壁及底部殘餌和糞便。定期測定試驗池水質(zhì)、溫度、pH值等環(huán)境理化因子，檢查親鱟的健康情況。每日對試驗池的水色、鱟的攝食和活動狀況以及早晚溫差進行觀察記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施。

1.5 自然產(chǎn)卵

親鱟營養(yǎng)強化培育宜在4—5月開展，為期2個月，待水溫在28℃以上，雌、雄親鱟開始成對游泳、匍匐，群體聚集效應(yīng)明顯時，進行人工誘導(dǎo)自然產(chǎn)卵。產(chǎn)卵時，需降低養(yǎng)殖池水位并避免人為驚擾。由于中國鱟一般在夜間分批產(chǎn)卵，因此在其產(chǎn)卵后不要立即收集受精卵，以防打擾親鱟繼續(xù)產(chǎn)卵。產(chǎn)卵后加大充氣量，一般2 d再將親鱟移到另一口池，將已產(chǎn)卵池出水口用40目網(wǎng)袋套住，排水時用水泵攪動底部沙層，使受精卵露出沙層，并快速將池內(nèi)水排干。再從進水口用水泵逐一沖洗沙層至出水口。由于受精卵是沉性卵，會聚集到沙層低洼處，因此收集時需要下池?fù)迫　⒊鏊诰W(wǎng)袋中的受精卵和人工收集的受精卵集中，采用分次清洗、蕩漾等方法將雜質(zhì)、沙粒和受精卵分開。

1.6 人工孵化

人工收集產(chǎn)在沙中的受精卵，并反復(fù)清洗、去除雜質(zhì)，消毒處理后再移至循環(huán)溫控孵化系統(tǒng)中。之后將受精卵平鋪于自制孵化筐中(0.5 m×0.5 m，網(wǎng)目20目)，漂浮在水體表面微流水孵化，底部充分曝氣。人工孵化期間，控制光照、溶解氧濃度(5 mg/L以上)、溫度(28～30℃)、鹽度(25～28)和pH(8.1～8.3)。每天上午用過濾新鮮海水換水1次，隔天用聚維酮碘浸泡受精卵消毒，定期挑揀出無活性和霉變的卵。定時隨機挑選受精卵，觀察胚胎發(fā)育情況。孵化后的1齡幼鱟在孵化筐中暫養(yǎng)5 d，再轉(zhuǎn)入恒溫養(yǎng)殖系統(tǒng)進行苗種中間培育。

1.7 苗種培育

將1齡幼鱟放入恒溫養(yǎng)殖循環(huán)水系統(tǒng)中快速培育，底部鋪設(shè)1～2 cm細(xì)沙，投放密度一般控制在5 000 ind/m2以內(nèi)。鱟苗放入2～3 d后，基本上全部潛沙生活，少部分會在水中或水面游動，每天傍晚定時投喂少量豐年蝦幼體，可根據(jù)幼體密度和攝食情況，調(diào)整投喂量，同時培育底棲硅藻作為輔助餌料。

1.8 疾病防治

在親鱟馴養(yǎng)、性腺強化培育與苗種培育期間，堅持“防重于治、早發(fā)現(xiàn)、早治療”的病害防治原則。定期消毒，保持水質(zhì)清新，減少寄生蟲的滋生。馴養(yǎng)期間，親鱟足部和口部如有乳白色蠕蟲等寄生蟲，先用海水沖洗以清除寄生蟲，再用8 mg/L高錳酸鉀進行浸泡消毒，消毒時間不宜過長。1齡幼鱟培育過程中，偶爾出現(xiàn)纖毛蟲寄生，主要集中于幼鱟甲殼。鋪沙底質(zhì)因殘留餌料而變黑，容易滋生細(xì)菌，需定時倒池清理。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工馴養(yǎng)和親本培育

馴養(yǎng)前A、B和C三池親鱟的頭胸甲寬和體質(zhì)量的測量結(jié)果如表1所示。雌性親鱟體質(zhì)量一般約為雄性的2～3倍，而平均頭胸甲寬度則約為雄性的1.2～1.3倍。馴養(yǎng)期內(nèi)水溫越高，雌、雄親鱟活動越頻繁。繁殖期內(nèi)雄鱟用第2、3對附肢鉤緊雌鱟的腹甲，一般都是成對游泳、攝食、匍匐、窩沙等(圖1)，游泳時有時腹部朝上進行仰泳，攝食時用頭胸甲蓋住食物。

表1 中國鱟頭胸甲寬、體質(zhì)量測量結(jié)果

注：A.匍匐攝食；B.窩沙；C.卵子檢查；D.產(chǎn)卵；E.受精卵；F.孵化；G.胚胎發(fā)育；H. 1齡幼體；I. 2齡幼體。

親鱟培育期間餌料投喂情況如表2所示，2022年5—6月采用不同餌料交替循環(huán)投喂方式進行性腺強化培育，為期2個月。第1天投喂菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)，投喂時，將外殼剖開，帶殼投喂，投喂后及時清理空殼；第2天投喂雙齒圍沙蠶(Perinereisaibuhitensis)；第3天投喂牡蠣(Ostrearivularis)肉，循環(huán)投喂。投喂量根據(jù)攝食情況適當(dāng)調(diào)整，貝類和沙蠶餌料投喂比例控制在1∶1。

表2 親鱟性腺強化培育期間不同餌料交替循環(huán)投喂情況

2.2 人工繁殖

2021年8月至2022年7月共自然產(chǎn)卵6萬多粒，2022年產(chǎn)卵高峰期在6—8月，3個月產(chǎn)卵約4.4×104粒，產(chǎn)卵期間平均水溫均在26.6℃以上。2021年10月至2022年3月均未見產(chǎn)卵。2022年2月水溫最低為8.5℃，平均水溫只有11.3℃，親鱟出現(xiàn)行動遲緩、無任何攝食行為現(xiàn)象。隨著水溫逐漸升高，中國鱟變得活躍，逐漸交替投喂餌料，投喂量隨著水溫升高逐漸增加，產(chǎn)卵量和養(yǎng)殖池水溫周年變化如圖2所示，2022年4月開始陸續(xù)產(chǎn)卵1萬多粒，5月至8月產(chǎn)卵數(shù)量逐漸遞增，2022年8月產(chǎn)卵數(shù)量最多，達2.5×104粒以上，平均水溫也達到29.6℃。

2.3 苗種孵化及培育

收集的受精卵經(jīng)卵裂約5～7 d進入囊胚期，15～18 d為附肢原基形成期，19～22 d形成第1次胚內(nèi)蛻皮的胚，26～28 d形成第2次胚內(nèi)蛻皮的胚，35～38 d形成第3次胚內(nèi)蛻皮的胚，44～45 d形成第4次胚內(nèi)蛻皮的胚，47～51 d孵化為1齡幼鱟 (頭胸甲寬約為5.8 mm)。三池共孵化中國1齡幼鱟約2.7×104只，平均孵化天數(shù)為(48±3)d，平均孵化率約為48%(表3)。

6月底采用循環(huán)水恒溫系統(tǒng)、水產(chǎn)經(jīng)濟物種混養(yǎng)、仿生態(tài)培育模式開展苗種培育研究工作。其中循環(huán)水恒溫系統(tǒng)試驗培育1齡幼鱟5 000只，水溫設(shè)定為(28.5±1)℃，經(jīng)過2個月的培育，共計1 278只幼鱟蛻皮變?yōu)?齡幼體，蛻皮率為25.56%，成活4 848只，成活率達97.56%，2齡幼鱟平均頭胸甲寬為7.8 mm，平均生長率為9.3%(表4)。

表3 中國鱟受精卵孵化情況

表4 1齡至2齡幼鱟培育情況

3 討論

3.1 人工馴養(yǎng)環(huán)境條件是中國鱟自然產(chǎn)卵的關(guān)鍵

開展人工馴養(yǎng)需了解野外自然種群繁衍生息的關(guān)鍵生態(tài)環(huán)境條件。中國鱟成體在高潮線沙灘地產(chǎn)卵和卵孵化，幼鱟生長發(fā)育一般在潮間帶泥沙灘，亞成體一般生活在淺水區(qū)，冬季蟄居在深水區(qū)。棲息地主要影響因素有沉積物特性和足夠振幅的半日潮汐等[18]，成體生活的適宜水溫在22～30℃之間。筆者通過改造室內(nèi)養(yǎng)殖池的結(jié)構(gòu)，模擬野外產(chǎn)卵場底質(zhì)特點，鋪設(shè)沙層，設(shè)置每日水位變化，并構(gòu)建微流水生境，采用不同生物餌料組合投喂的方式馴養(yǎng)野生中國鱟，周年水溫為12～32℃，在日常養(yǎng)殖管理過程中，及時清除殘餌及排泄物，以防其霉變污染水質(zhì)。采用此種養(yǎng)殖模式，經(jīng)過1年多的人工馴養(yǎng)，中國鱟成鱟存活率較高，可達到95%以上，親鱟性腺發(fā)育較為成熟，可用于人工誘導(dǎo)自然繁殖。

通過主管部門行政審批后，制定科學(xué)馴養(yǎng)繁育技術(shù)[19]，利用仿天然生境條件，采用自然誘導(dǎo)產(chǎn)卵后的親鱟可再次進行人工繁殖，達到多次產(chǎn)卵重復(fù)利用的目的，提高了親鱟的利用率，有利于保護瀕危物種中國鱟的種質(zhì)資源。

3.2 中國鱟產(chǎn)卵場環(huán)境構(gòu)建和自然誘導(dǎo)產(chǎn)卵

在馴養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)中國鱟的自然產(chǎn)卵行為與溫度、光照、水深、底質(zhì)類型、營養(yǎng)條件等因素均存在相關(guān)性，且相關(guān)影響因素均有一定的閾值范圍，超出閾值范圍，其繁殖活動會受到影響，這與其他水生動物相似[20]。基于前期野外自然產(chǎn)卵場及育幼棲息地的觀測結(jié)果，對馴養(yǎng)池和產(chǎn)卵池進行改造，有效地構(gòu)建了人工模擬產(chǎn)卵的環(huán)境，通過水溫、水深和餌料種類的變化來調(diào)控中國鱟產(chǎn)卵，通過觀察親鱟攝食數(shù)量、行為活動、產(chǎn)卵數(shù)量等，精確調(diào)控和確定人工產(chǎn)卵池環(huán)境的具體參數(shù)，例如干露時間、底質(zhì)類型等。目前，獲得中國鱟親本主要靠天然捕撈，誘導(dǎo)中國鱟在仿生態(tài)環(huán)境中進行自然繁殖是一種值得推薦的育苗方式，既能夠保護中國鱟親本的數(shù)量資源，又能夠?qū)崿F(xiàn)其繁育增殖。中國鱟的繁殖生態(tài)需求[21]及生境情況[22]已基本被闡明，下一步可圍繞這些繁殖關(guān)鍵環(huán)境因子的作用機理進行研究，進一步探明中國鱟自然繁殖與外界因素的關(guān)聯(lián)性，進而為中國鱟自然產(chǎn)卵場等關(guān)鍵棲息地保護、產(chǎn)卵場修復(fù)和野外種群恢復(fù)等物種保護決策等提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，為中國鱟的可持續(xù)保護與利用奠定基礎(chǔ)。

人工誘導(dǎo)產(chǎn)卵技術(shù)在魚類[23]和貝類[24]中應(yīng)用較成熟，但在中國鱟繁殖研究中報道較少。通過模擬自然生態(tài)環(huán)境，2022年自然誘導(dǎo)中國鱟的自然產(chǎn)卵6萬多粒，人工收集的受精卵經(jīng)卵裂約3～5 d進入囊胚期，12～15 d后出現(xiàn)附肢原，約17 d出現(xiàn)胚內(nèi)蛻皮，42～45 d后破膜孵化為1齡幼鱟2萬多只 (頭胸甲寬為5.6～6.0 mm)，經(jīng)過40多天的培育，1齡幼體開始逐漸蛻皮變成2齡幼體(頭胸甲寬7.6～8.0 mm)，2齡幼體具有劍尾，潛沙能力更強，攝食能力較1齡體強，體色也較1齡體黑。在培育1齡幼鱟時需特別注意水溫變化，水溫應(yīng)保持在28℃以上，幼鱟攝食能力增強，可加快蛻皮時間。2022年8月平均水溫達28℃以上，親鱟產(chǎn)卵量明顯增加，且隨著水溫變化而明顯變化，這與廖永巖等[25]研究結(jié)果較一致。誘導(dǎo)中國鱟自然產(chǎn)卵，不僅在技術(shù)上可行，在生產(chǎn)上也是可以應(yīng)用的。人工育苗的最終目的是實現(xiàn)種群數(shù)量恢復(fù)或人工養(yǎng)殖，鑒于鱟的養(yǎng)殖周期較長，目前苗種主要是用于海區(qū)增殖放流。

3.3 人工仿生態(tài)養(yǎng)殖的可行性分析

20世紀(jì)80年代，梁廣耀等[26]開展了中國鱟的暫養(yǎng)試驗，抽血量合理和抽血間隔時間恰當(dāng)，可以達到反復(fù)采血制取鱟試劑的目的。洪水根等[27]提出了一種可應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)鱟的人工育苗與養(yǎng)殖方法，采用日常養(yǎng)殖與投餌飼養(yǎng)分開進行的措施，提出確保有效覓食、避免覓食不均及食量不足是鱟養(yǎng)殖成功的關(guān)鍵。阮世玲[28]研究了中國鱟1齡幼體養(yǎng)殖過程技術(shù)管理，養(yǎng)殖過程主要以輪蟲、豐年蟲幼體等餌料為主，提出以投扁藻來調(diào)節(jié)水質(zhì)，首次提出單胞藻培育在鱟養(yǎng)殖過程中的作用。相關(guān)學(xué)者也開展了不同齡期幼鱟餌料研究[29-32]，在不同齡期發(fā)育中，1齡幼鱟游動頻率最高，主要依靠吸收胚胎儲存的卵黃營養(yǎng)供給能量，傳統(tǒng)育苗方式認(rèn)為1齡幼鱟培育可不必投餌養(yǎng)殖，但在規(guī)?；a(chǎn)育苗和人工養(yǎng)殖過程中，需要縮短養(yǎng)殖周期，宜添加豐年蝦幼體作為動物性餌料來源，這與胡夢紅等[29]研究結(jié)果也較為一致，添加底棲硅藻作為植物性餌料來源，也符合肢口綱動物的習(xí)性。

中國鱟生長周期較長，經(jīng)過幾年的技術(shù)探索研究，中國鱟人工馴養(yǎng)自然繁育初步獲得成功，為中國鱟種群恢復(fù)工作提供新的思路。在臺灣海峽，中國鱟資源嚴(yán)重匱乏。在很難獲得較多的野生親本狀況下[33]，改變傳統(tǒng)殺鱟取卵的育苗方式，采用自然誘導(dǎo)多次產(chǎn)卵方式育苗，從某種意義上來說也是對瀕危物種極大的保護。人工馴養(yǎng)繁育的最終目的是要實現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖。目前，國內(nèi)外相關(guān)部門和單位做了大量鱟人工養(yǎng)殖的試驗，但都無法成功養(yǎng)殖[27]。筆者認(rèn)為仿生態(tài)養(yǎng)殖是實現(xiàn)中國鱟種群數(shù)量恢復(fù)的較佳方式，養(yǎng)殖過程中要遵循中國鱟的生物學(xué)規(guī)律，適應(yīng)自然環(huán)境的周期變化，適當(dāng)進行人工調(diào)控和養(yǎng)殖設(shè)備的智能化控制，是可以實現(xiàn)幼體的快速生長的，目前正在開展這方面的研究和試驗。

3.4 種質(zhì)資源的恢復(fù)

中國鱟成為瀕危物種的主要原因是棲息地受破壞和無序的捕撈利用，如何實現(xiàn)種質(zhì)資源的恢復(fù)和可持續(xù)利用，這是亟需面對的問題。目前中國鱟的保護工作比資源開發(fā)利用更為緊迫，因為中國鱟生長周期較長，導(dǎo)致種群數(shù)量下降需要較長時間才能恢復(fù)。目前，中國鱟人工繁育技術(shù)已經(jīng)取得突破性進展，有學(xué)者呼吁通過野外增殖放流來修復(fù)種質(zhì)資源[34]。相關(guān)魚類研究表明，缺乏自然選擇作用，人工繁育模式的養(yǎng)殖群體與野生群體在表型特征、行為適應(yīng)能力和生態(tài)適合度方面有明顯的差異[35]，對中國鱟物種來說，也可能存在這個差異，這也是今后增殖放流所需要面對的問題之一。建議放流前開展中國鱟野化訓(xùn)練，進一步提高其野外放流的成活率。

鱟種質(zhì)資源重要服務(wù)價值在于生物醫(yī)藥，其血液是鱟試劑的主要原料來源，鱟試劑產(chǎn)業(yè)關(guān)乎到國家醫(yī)療安全，涉及多個行業(yè)和管理部門。在確保人類對生命健康需求的同時，也需確保鱟的生命健康。有學(xué)者建議組建國家級鱟資源保護與應(yīng)用研究中心[34]，對鱟試劑產(chǎn)業(yè)鏈進行系統(tǒng)化和嚴(yán)格的規(guī)范化管理，具體包括鱟資源普查、鱟資源恢復(fù)與種群重建、鱟試劑發(fā)展規(guī)劃、鱟血合理利用規(guī)范、公眾參與鱟保護宣傳[36-37]等內(nèi)容，實現(xiàn)中國鱟的種質(zhì)資源的保護和可持續(xù)利用良性循環(huán)。