【摘要】：就地保護(hù)、遷地保護(hù)和增殖放流是珍稀瀕危魚類保護(hù)和資源養(yǎng)護(hù)的主要途徑。魚類繁育場不僅是人工保種的重要場所,為增殖放流和再引入等保護(hù)項(xiàng)目提供苗種,相關(guān)馴養(yǎng)技術(shù)及其在養(yǎng)殖過程中對物種生物學(xué)特性的認(rèn)識也為遷地保護(hù)提供了重要參考,因此在瀕危魚類保護(hù)中發(fā)揮著重要的作用。和高等脊椎動(dòng)物相比,魚類具有較強(qiáng)表型可塑性,傳統(tǒng)繁育場的物理環(huán)境、生物及社群環(huán)境與自然環(huán)境截然不同,加之人工選育的影響,使得養(yǎng)殖群體與野生群體在生物學(xué)、行為、生態(tài)適應(yīng)性和遺傳多樣性方面表現(xiàn)出差異。長此以往,會(huì)導(dǎo)致一些生活史特性和生物學(xué)功能的喪失,影響人工種群的可持續(xù)性。而且,養(yǎng)殖群體放歸自然環(huán)境中后會(huì)帶來潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),最終影響資源修復(fù)的效果。因此,以保護(hù)為目標(biāo)的傳統(tǒng)繁育場的改革正逐漸引起人們的重視。環(huán)境豐容是應(yīng)用行為學(xué)研究領(lǐng)域中的一項(xiàng)目標(biāo),其出發(fā)點(diǎn)為通過對圈養(yǎng)動(dòng)物所處的物理環(huán)境進(jìn)行修飾,改善環(huán)境質(zhì)量,提高其生物學(xué)功能,從而提高其福利水平。這種概念正迎合了對傳統(tǒng)養(yǎng)殖環(huán)境和養(yǎng)殖方式進(jìn)行改革,實(shí)施保護(hù)養(yǎng)殖對策的理念,是以保護(hù)為主要目標(biāo)的珍稀瀕危魚類繁育場改革的發(fā)展方向。本研究以國家一級保護(hù)動(dòng)物達(dá)氏鱘為對象,針對傳統(tǒng)養(yǎng)殖環(huán)境與自然環(huán)境的差異,開展了一系列環(huán)境豐容嘗試(如水流豐容、底質(zhì)豐容、生物餌料喂養(yǎng)及光周期控制等),從豐容環(huán)境中達(dá)氏鱘幼魚的生物學(xué)、行為和生理生態(tài)適應(yīng)性角度多層面評估了不同豐容措施的環(huán)境效應(yīng),探討了達(dá)氏鱘保護(hù)養(yǎng)殖可行對策,具體結(jié)果如下：(一)、豐容環(huán)境中達(dá)氏鱘的生長特性(1)水流豐容方面：實(shí)驗(yàn)設(shè)置的水流模式對達(dá)氏鱘的生長有一定的負(fù)面效應(yīng),而且這種負(fù)面效應(yīng)與水流刺激起點(diǎn)、刺激強(qiáng)度和刺激時(shí)間有關(guān),顯著性差異一般在較長時(shí)間(30 d)表現(xiàn)出來。(2)底質(zhì)豐容方面：卵石底質(zhì)養(yǎng)殖對達(dá)氏鱘生長表現(xiàn)出明顯的負(fù)面效應(yīng),養(yǎng)殖成活率低。而細(xì)砂底質(zhì)與傳統(tǒng)光滑底質(zhì)長期養(yǎng)殖后對達(dá)氏鱘生長影響差異不顯著。短期(30 d)細(xì)砂底質(zhì)養(yǎng)殖還表現(xiàn)出對達(dá)氏鱘生長的正面效應(yīng),全長、體長、須長、胸鰭面積、尾鰭面積等方面優(yōu)于光滑底質(zhì)組。(3)生物餌料養(yǎng)殖：采用水蚯蚓作為單一生物餌料源在短期和長期養(yǎng)殖后與配合飼料養(yǎng)殖對達(dá)氏鱘生長指標(biāo)的影響差異均不顯著。生物餌料喂養(yǎng),水流組達(dá)氏鱘的生長指標(biāo)明顯優(yōu)于靜水組；而配合飼料喂養(yǎng),水流組與靜水組達(dá)氏鱘的生長指標(biāo)無顯著差異。(4)極端光周期：極端光周期環(huán)境(全亮、全暗)中達(dá)氏鱘早期死亡率較高,而長期的養(yǎng)殖后極端光周期組達(dá)氏鱘的生長優(yōu)于自然光周期組。(二)、豐容環(huán)境中達(dá)氏鱘的感覺器官發(fā)育(1)水流豐容方面：通過對水流豐容組和靜水組達(dá)氏鱘感覺器官顯微結(jié)構(gòu)的可量性狀比較,結(jié)果顯示,水流對視覺、嗅覺器官的發(fā)育影響不顯著。但對味覺、陷器的發(fā)育有明顯的影響。流速組達(dá)氏鱘須部、上唇、下唇、鰓部的味蕾數(shù)量一般都高于靜水組。水流豐容組中達(dá)氏鱘陷器的最大下陷深度、下陷寬度以及最大截面要顯著低于靜水養(yǎng)殖組。(2)底質(zhì)豐容方面：細(xì)砂底質(zhì)豐容環(huán)境對味覺發(fā)育有一定的影響,表現(xiàn)為須部和下唇部的味蕾數(shù)增多以及味蕾形態(tài)上的差異。底質(zhì)豐容同樣對陷器發(fā)育影響顯著,對視覺、嗅覺發(fā)育沒有明顯影響。(3)生物餌料養(yǎng)殖：餌料類型(生物餌料和配合飼料)對嗅覺、味覺和陷器發(fā)育有明顯影響。生物餌料組達(dá)氏鱘嗅覺上皮高度和初級嗅板數(shù)量明顯高于人工飼料組,而且生物餌料組達(dá)氏鱘須部、上唇、鰓部味蕾數(shù)要明顯高于人工飼料組。生物餌料與人工飼料養(yǎng)殖中達(dá)氏鱘陷器的變化趨勢也出現(xiàn)了明顯的差異。未獲得對視覺發(fā)育影響的數(shù)據(jù)。(4)極端光周期：極端光周期下對達(dá)氏鱘的視覺發(fā)育影響顯著。全亮組達(dá)氏鱘視單錐數(shù)量、外核層細(xì)胞數(shù)顯著高于全暗組。全暗組達(dá)氏鱘下唇、須部味蕾數(shù)量明顯多于全亮組。對陷器影響沒有一致性規(guī)律。(三)、豐容環(huán)境養(yǎng)殖達(dá)氏鱘的行為偏好特性(1)水流豐容對達(dá)氏鱘游泳能力的影響：水流豐容組達(dá)氏鱘的游泳能力得到明顯提高。40 dph、80 dph時(shí)水流豐容組和靜水組達(dá)氏鱘生長指標(biāo)差異不顯著,然而40 dph的極限游泳速度Ucrit (13.2±2.9 cm/s或2.19±0.48 FL/s,n=30)要顯著高于靜水組達(dá)氏鱘的極限游速(10.2±3.5 cm/s或1.70±0.59 FL/s, n=30)(P0.05)。80 dph時(shí)水流豐容組達(dá)氏鱘的Ucrit (48.5±6.9cm/s或3.25±0.46 FL/s,n=20)同樣顯著高于靜水組的Ucrit (35.9±8.5 cm/s,或2.41±0.58FL/s,n=20)。40 dph的水流豐容組達(dá)氏鱘游泳耐受力也明顯高于靜水組。(2)水流豐容對達(dá)氏鱘水流偏好和河床質(zhì)偏好的影響：水流豐容組和靜水組達(dá)氏鱘均偏好有水流的環(huán)境,在多流速梯度環(huán)境中水流豐容組達(dá)氏鱘選擇高流速的比例顯著高于靜水組,表現(xiàn)出更為寬泛的流速偏好范圍。在流水情況下,水流豐容組達(dá)氏鱘在多梯度河床質(zhì)環(huán)境中選擇卵石河床質(zhì)的比例也明顯高于靜水組,而在靜水情況下的差異不大。因此,水流豐容組達(dá)氏鱘同樣表現(xiàn)出更為寬泛的河床質(zhì)偏好范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示水流豐容有利于達(dá)氏鱘擴(kuò)展生存空間,從而提高野外生存適合度。(3)底質(zhì)豐容對達(dá)氏鱘河床質(zhì)偏好的影響：不同底質(zhì)(卵石、細(xì)砂和光滑玻璃鋼板)養(yǎng)殖達(dá)氏鱘均表現(xiàn)出對細(xì)砂和光滑底質(zhì)的偏好,很少選擇卵石底質(zhì)。細(xì)砂底質(zhì)組達(dá)氏鱘不同底質(zhì)環(huán)境中對卵石底質(zhì)的偏好性明顯增強(qiáng),意味著早期接觸河床質(zhì)的經(jīng)歷有助于改善達(dá)氏鱘對天然河床環(huán)境的適應(yīng)性,從而野外生存力得到改善。(4)不同餌料類型對達(dá)氏鱘攝食偏好的影響：達(dá)氏鱘趨向于選擇已熟悉餌料(即采用水蚯蚓養(yǎng)殖的達(dá)氏鱘對水蚯蚓的偏好性更高,采用人工飼料養(yǎng)殖的達(dá)氏鱘更喜好人工飼料)。但生物餌料(水蚯蚓)組達(dá)氏鱘選擇尚未接觸過的餌料(魚糜、蝦糜)的比例要明顯高于人工飼料養(yǎng)殖組。結(jié)果表明,生物餌料喂養(yǎng)更有利于達(dá)氏鱘在自然環(huán)境中對陌生餌料的攝食選擇。(5)豐容環(huán)境養(yǎng)殖達(dá)氏鱘對捕食者的識別和逃避行為的影響：在初次引入捕食者(南方鲇)時(shí),各實(shí)驗(yàn)組達(dá)氏鱘對捕食者的識別和逃避行為(改變方向或者掉頭游動(dòng))均較少,沒有顯著性差異。當(dāng)進(jìn)行捕食驚嚇訓(xùn)練(捕食者的人工控制追趕)5d后,各實(shí)驗(yàn)組逃避捕食者行為明顯增加,而且,水流豐容組和生物餌料豐容組達(dá)氏鱘逃避捕食者的行為明顯增多,且遠(yuǎn)離捕食者的距離要明顯高于靜水組和底質(zhì)豐容組。結(jié)果說明,進(jìn)行捕食訓(xùn)練是提高反捕食能力的有效方法,水流豐容和生物餌料豐容組達(dá)氏鱘的訓(xùn)練效果更好。(四)、豐容環(huán)境養(yǎng)殖達(dá)氏鱘的生理生態(tài)適應(yīng)性(1)水流豐容養(yǎng)殖達(dá)氏鱘的能量代謝特征：水流豐容組達(dá)氏鱘尾肌中有氧代謝相關(guān)代謝酶(ATPase、CCO、3HCoAD、NDPK-A)活力均要顯著高于靜水組,無氧代謝酶活力沒有明顯差異；水流組胃肌中代謝酶活力除ATPase顯著高于靜水組外,其它代謝酶CCO、CS、LDH、NDPK-A、SDH均顯著低于靜水組。僅觀察到水流組心肌中ATPase活力要高于靜水組,其它無顯著差異。同時(shí),水流組和河床質(zhì)組達(dá)氏鱘靜止耗氧率顯著低于生物餌料組和靜水組。(2)水流豐容養(yǎng)殖達(dá)氏鱘的GDF11基因表達(dá)差異：本研究首次克隆了達(dá)氏鱘生長轉(zhuǎn)化因子GDF11基因。達(dá)氏鱘GDF11基因的cDNA序列全長1298 bp(不包括Poly A),開放閱讀框?yàn)?191 bp,編碼396個(gè)氨基酸,5'非編碼區(qū)長19 bp；3’非編碼區(qū)長88 bp。通過Signal P預(yù)測,發(fā)現(xiàn)達(dá)氏鱘GDF11蛋白含有一個(gè)21個(gè)氨基酸的信號肽。水流豐容組和靜水組達(dá)氏鱘肌肉、腦和肝中GDF11基因mRNA的表達(dá)沒有差異。靜水組達(dá)氏鱘鰓中GDF11基因mRNA的表達(dá)量是水流豐容組的4.70倍,而心臟中的表達(dá)量是水流豐容組的2.72倍。(3)不同餌料養(yǎng)殖達(dá)氏鱘的消化適應(yīng)性：生物餌料組達(dá)氏鱘的胃、前腸及后腸的胃蛋白酶以及后腸中的脂肪酶均要顯著高于人工飼料組,淀粉酶的無顯著差異。這些差異預(yù)示著消化適應(yīng)能力可能是導(dǎo)致野外生長情況和后續(xù)死亡率的原因。來自靜水和流水中的生物餌料喂養(yǎng)組達(dá)氏鱘經(jīng)歷40 d野外生存試驗(yàn)后的全長、叉長和體重均明顯增加。后續(xù)養(yǎng)殖觀察表明,30%～40%生物餌料養(yǎng)殖達(dá)氏鱘不會(huì)再攝食人工飼料,出現(xiàn)饑餓死亡現(xiàn)象。(4)水流豐容組達(dá)氏鱘的消化能力：水流對達(dá)氏鱘的消化能力有一定的促進(jìn)作用,如流水中達(dá)氏鱘的胃蛋白酶、脂肪酶含量往往要高于靜水組,胃部的淀粉酶在流水組中要顯著低于靜水組。(五) 豐容環(huán)境對達(dá)氏鱘生存能力的綜合影響評估及其應(yīng)用本研究結(jié)果顯示,水流作為重要環(huán)境因子對于達(dá)氏鱘生活史行為塑造、生物學(xué)特性的維持方面具有重要作用。水流作為環(huán)境豐容因子雖然對達(dá)氏鱘生長有一定的負(fù)面效果,但它在促進(jìn)感覺器官發(fā)育、提高游泳能力、擴(kuò)大達(dá)氏鱘棲息分布空間、改善逃避敵害魚類方面均顯示出積極效果。相應(yīng)的能量代謝、生長分化基因表達(dá)和攝食消化等均呈現(xiàn)了較一致的適應(yīng)性特征。卵石底質(zhì)表現(xiàn)出對達(dá)氏鱘生長方面的負(fù)面效應(yīng),而細(xì)砂底質(zhì)對生長影響較小。但河床質(zhì)在促進(jìn)達(dá)氏鱘感覺發(fā)育方面有積極效果。早期接觸河床質(zhì)的經(jīng)歷有利于達(dá)氏鱘適應(yīng)新環(huán)境,從而具有更為廣闊的棲息分布空間,對達(dá)氏鱘的野外生存有利。生物餌料與人工配合飼料對達(dá)氏鱘的生長影響差異不顯著,但生物餌料有利于促進(jìn)達(dá)氏鱘嗅覺和味覺器官的發(fā)育。早期的攝食經(jīng)歷及其形成的攝食適應(yīng)(消化代謝能力)對達(dá)氏鱘的攝食偏好會(huì)產(chǎn)生影響。生物餌料養(yǎng)殖相對于配合飼料更有利于達(dá)氏鱘放歸自然環(huán)境中的攝食存活�；诒狙芯拷Y(jié)果,作者從環(huán)境豐容角度提出了一系列達(dá)氏鱘保護(hù)養(yǎng)殖措施及提高放流達(dá)氏鱘生存能力的野化訓(xùn)練方法。相關(guān)研究技術(shù)成果在達(dá)氏鱘自然資源養(yǎng)護(hù)和遷地保護(hù)方面具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義,可為鱘魚類繁育場的保護(hù)養(yǎng)殖對策制定提供技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S965.215

【引證文獻(xiàn)】

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1 王志永;王萬華;李勇軍;周正軍;王海峰;;圈養(yǎng)野生動(dòng)物的棲息地豐容技術(shù)及其設(shè)計(jì)實(shí)例[A];中國公園協(xié)會(huì)2011年論文集[C];2011年

本文編號：2732944