饥饿对中华倒刺鲃幼鱼代谢、个性和集群的影响

在自然界中,环境变化、季节更替和人为因素造成食物资源时空分布的不均一性,导致鱼类经常面临食物资源短缺的环境胁迫,对其能量代谢和行为造成一定影响。为考察食物资源短缺下暖水性鲤科鱼类能量代谢、个性与集群行为的应对策略及其可能的内在关联,选取中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象,分别测定饥饿组(2周)和对照组(维持日粮)在处理前后实验鱼的标准代谢率(Standard metabolic rate,SMR)、个性行为(勇敢性、探索性和活跃性)以及实验处理后的集群行为(凝聚力和协调性)。研究发现:(1)饥饿组和对照组实验过程中实验鱼SMR均显著下降,但仅饥饿组实验鱼SMR具有重复性;(2)饥饿导致中华倒刺鲃幼鱼勇敢性、探索性、活跃性均显著增加;(3)饥饿导致群体成员间距离缩短,游泳速度及其同步性上升。研究表明:饥饿后的中华倒刺鲃不仅适应性降低SMR以减少能量消耗,而且呈现出更高的勇敢性、探索性和活跃性以利于获取食物资源;饥饿迫使中华倒刺鲃群体提高凝聚力和协调性,可能有助于提高群体的生存能力。     

饥饿对南方鲇幼鱼游泳能力个体变异和重复性的影响

为考察肉食性鱼类有氧和无氧运动能力的种内个体变异、重复性及其对饥饿的响应,研究以南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼为实验对象,在(25±0.5)℃条件下测定对照组(n=28)和饥饿组(n=29)的临界游泳速度(Critical swimming speed,Ucrit)、暴发游泳速度(Constant acceleration speed,Ucat)和固定流速耐受时间(Endurance),分析游泳能力的个体变异、稳定性及饥饿的影响。结果显示:(1)饥饿组的体重、体长和肥满度均分别显著下降了(15.10±0.86)%、(2.57±0.40)%和(7.94±1.59)%(P0.05),而对照组无明显变化;(2)对照组的Ucat和耐受时间无明显变化(P0.05),但Ucrit下降(6.63±2.25)%(P=0.031),而除耐受时间外饥饿组其Ucrit和Ucat分别显著下降了(26.00±2.76)%和(13.68±1.86)%(P0.001),并饥饿组Ucrit的下降比例显著大于其Ucat(P0.001);(3)并且对照组三个指标的变异系数(Coefficient of variation,CV)变化方向和程度不尽相同,饥饿组的Ucrit、Ucat和耐受时间的CV全部增加;(4)南方鲇幼鱼Ucrit和Ucat呈正相关且2周的饥饿并未改变此正相关。饥饿明显降低南方鲇幼鱼两种游泳能力并导致游泳能力的个体变异变大,但没有改变该种鱼的有氧运动能力和无氧运动能力之间的内在正相关关系。研究表明无氧运动能力在环境改变后显得更为保守,种内个体变异的变动可能有利于在相同自然选择压力下种内个体采取不同的捕食和避敌对策。     

鲫幼鱼游泳运动能力的个体变异与表型关联

为考察鲤科鱼类运动能力的个体变异和表型关联及不同加速度对匀加速游泳能力的影响, 研究在(25±0.5)℃条件下测定鲫(Carassius auratus)幼鱼的静止代谢率(Resting metabolic rate, RMR), 通过临界游泳速度(Critical swimming speed, U_crit)法和过量耗氧(EPOC)法获取实验鱼的最大代谢率(Maximum metabolic rate, MMR)、代谢空间(Aerobic scope, AS=MMR-RMR)、相对代谢空间(Factorial aerobic scope, FAS=MMR/RMR)、U_crit及步法转换速度(Gait transition speed, U_gt), 并在不同加速度(0.083、0.167、0.250、0.333 cm/s2)下测定鲫幼鱼的匀加速游泳能力(Constant accelerated test, U_cat)和U_gt。研究发现: 鲫幼鱼的MMR和AS与U_crit均呈正相关, 但RMR与U_crit不相关; 能量代谢参数(MMR、AS、RMR)与U_gt不相关。U_crit法获取的MMR、AS、FAS与EPOC法均无平均值的显著性差异, 但2种方法获得的上述参数具有较高的个体重复性; 鲫幼鱼的能量代谢参数之间存在表型关联并且关联方向不尽相同。鲫幼鱼的U_crit和U_gt均小于各加速度下的U_cat和U_gt, 加速度对U_cat测定无影响但对U_gt有影响。鲫幼鱼的U_gt与U_crit或U_cat呈正相关, 并且其匀加速游泳能力参数在不同加速度下保持较高的重复性。除0.333 cm/s2外, 其他加速度下鲫幼鱼U_cat的无氧代谢组分(U_cat-U_gt)与U_cat呈正相关; 然而, 鲫幼鱼的有氧代谢组分(U_gt)与无氧代谢组分(U_cat-U_gt)呈负相关。研究表明: U_crit法和EPOC法诱导鲫幼鱼的有氧代谢能力无方法学差异; 鲫幼鱼的能量代谢存在表型关联, 其匀加速游泳能力具有稳定个体差异, 并且该种鱼的有氧代谢与无氧代谢存在权衡。     

垂钓强度对鲫幼鱼易钓性和生长的影响

为考察不同垂钓强度对鲤科鱼类易钓性和生长的影响, 研究以鲫(Carassius auratus)幼鱼为实验对象, 在实验(26.9±0.1)℃条件下对大小相近和机体健康的3个处理组[高强度组(1d垂钓1次)、中强度组(2d垂钓1次)和低强度组(4d垂钓1次)]进行垂钓实验; 每个垂钓处理组均设3个平行组, 每个平行组包括40尾鱼, 每个组在垂钓10h后则停止该组的垂钓活动, 记录成功垂钓每尾鱼的时间、序号和电子标签信息, 计算垂钓比例、单尾被钓时间、平均垂钓序号、变异系数和实验期间(9d)的生长率。研究发现: 3个垂钓强度组的垂钓比例均随着垂钓次数的增加而呈现下降的变化趋势, 单尾被钓时间呈现增加的变化趋势, 导致垂钓比例与单尾被钓时间呈负相关。除低强度组外, 高、中垂钓强度组的平均垂钓序号随着被钓次数的增加均呈现减小的变化趋势, 并且该2个强度组平均垂钓序号的变异系数随着被钓次数的增多均呈增大的变化趋势; 3个垂钓强度组的平均垂钓序号与其变异系数呈负相关。3个垂钓强度组在实验期间的特定生长率均出现负值情况, 但3个组之间无差异。研究表明: 高强度的垂钓活动会降低鲫幼鱼的易钓性, 并且导致个体生长表现出一定的负面效应, 表明高强度垂钓活动可能影响鱼类野外种群易钓性及其相关的其他表型的进化轨迹。     

鱼类个性测定方法研究进展

动物个性是指在不同时空条件下动物种内个体间行为的稳定差异。鱼类个性的研究历史已超过50年,但不同时期和不同研究的鱼类个性测定方法存在较大差异,缺乏一个规范的用于量化鱼类个性研究的方法论。本文作者认为,关注鱼类个性的常规测定方法,了解现有个性定义及其生态学意义,规范鱼类个性的常规实验方法是有必要的。本文所涉及的个性是指狭义上的个性,即对勇敢性、探索性、活跃性、好斗性和社会性等个性的研究方法进行综述,规范了鱼类个性的常规测定方法及注意事项,并对过往研究中鱼类个性测定方法的不足之处进行了讨论和展望。     

水体升温和生态情境对异育银鲫群体行为的影响

水温是影响鱼类生理行为及生活史的重要生态因子。极端气候变化和热（核）电站等的温排水常引起受纳水域的水温发生急速变化,对该水域的鱼类生命活动产生重要影响。为考察不同水体升温速率和生态情境类型对鱼类群体行为的影响,以异育银鲫（Carassius auratus gibelio）幼鱼为实验对象,在3个温度（恒温16℃、慢速升温及快速升温10℃）和3种生态情境（开放水域、食物及食物与隐蔽所）条件下观测实验鱼在升温前后集群行为（如个体游泳速度及其同步性、个体间距离、最近邻距离、极性及摄食等）的变化特征。结果显示：快速升温导致异育银鲫的个体游泳速度明显增加,而对照组和慢性升温组均未呈现此效应;不论快速升温还是慢速升温均未影响个体游泳速度同步性。个体游泳速度及其同步性随情境复杂性的增加而呈下降趋势。升温速率和情境类型对个体间距离和最近邻距离均未产生影响。虽然群体极性不受升温影响,但随生态情境复杂性的增加呈下降趋势。所有温度处理组的鱼群摄饵比例均在升温后明显提高,但无情境类型间的差异。实验鱼具有群体个性现象,其个体和群体特征具有重复性和表型关联。研究表明：水体快速升温不影响异育银鲫的群体凝聚力和协调性,但随生态情境复杂度的增加,个体游泳速度及其同步性和群体极性均下降,群体凝聚力却维持稳定。     

锦鲫幼鱼标准代谢率与生长性能的关联

为考察温水性鲤科鱼类在不同食物资源条件下标准代谢率(Standard metabolic rate, SMR)与其生长性能的关系, 研究在(25.00.5)℃条件下测定体重相近的30尾锦鲫(Carassius auratus)幼鱼的SMR, 将所有实验鱼置于多单元格水槽进行实验处理(摄食与饥饿)。实验时间为4周(0、7d、14d、21d和28d), 包括两周的生长实验(014d)和两周的饥饿实验(1528d)。摄食期间, 于每天上午9: 00和下午21: 00用商业饲料对每尾鱼饱足投喂并记录投喂量。单尾鱼的体重和体长每隔1周测定一次, 而SMR仅在第0、第14和第28天测定。结果显示:(1)锦鲫幼鱼在摄食期间的体重、体长以及SMR均明显上升, 饥饿期间体重和SMR显著降低(P0.05), 但体长变化不明显; SMR不论摄食期间还是饥饿期间呈现较好的稳定性(二者P0.05)。(2)锦鲫幼鱼在摄食期间开始时的SMR (测定Ⅰ)与摄食率(FR)、摄食转化率(FE)以及特定体重生长率(SGRBM)均无相关性, 摄食期间结束时的SMR (测定Ⅱ)仅与FR呈正相关(P0.05), 但与FE以及SGRBM不相关。(3)摄食期间(饥饿期间)实验鱼的第一周日均体重增(减)量与第二周日均体重增(减)量呈正相关, 其体重的增率与减率无显著差异(P0.05)。(4)实验鱼在摄食期间的特定体重增长率(SGRBM)与饥饿期间的不相关(P0.05), 但摄食期间的特定SMR增长率(SGRSMR)与饥饿期间的呈负相关(P0.05)。研究表明在实验室环境中锦鲫幼鱼的SMR具有稳定性, 该种鱼的日均体重变化量保持相近, 此形态变化特征与SMR不相关, 并且该种鱼在实验起始时的SMR的个体差异未能预测其在实验室食物资源变动下生长性能的适应特征。     

个体大小对草鱼耐高温能力及升温过程中群体行为的影响

为考察个体大小对升温过程中草鱼的耐高温能力和群体行为的影响, 研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)幼鱼为实验对象, 结果显示: 大个体群体的个体游泳速度明显大于小个体群体(P=0.039), 个体间距离和最近邻距离显著高于小个体群体(P<0.001); 大个体鱼群的极性与小个体群体并无差异。虽然大个体群体的致死高温与小个体群体无差异, 但前者的临界高温显著大于小个体群体(P<0.001)。升温过程会使鱼群个体游泳速度变快, 个体间距离和最近邻距离也相应增加, 但游泳速度同步性和群体极性维持不变。研究表明: 个体大小的增加可增强草鱼幼鱼对环境水温的耐高温能力; 升温不会影响不同个体大小草鱼幼鱼群体的协调性, 但会降低草鱼幼鱼的群体凝聚力。     

异育银鲫易钓性的表型基础和生态结果及饥饿响应

为考察鲤科鱼类易钓性种内差异的表型基础、生态结果及饥饿响应, 研究以异育银鲫(Carassius auratus gibelio)幼鱼为实验对象, 在饥饿前(对照组)测定其表型特征(能量代谢、游泳能力和个性行为)并垂钓, 随后在饥饿1周后再次垂钓(饥饿组), 最后进行2周的恢复摄食生长实验(恢复组)。垂钓实验具有4个重复, 每个重复的样本量为40尾, 垂钓1.5h即停止, 垂钓20尾为钓出组, 剩余20尾为未钓出组。研究发现: 除钓出组的相对代谢空间(FAS)小于未钓出组外, 钓出组的外部形态(体重、体长和肥满度)、能量代谢参数(标准代谢率SMR、最大代谢率MMR和代谢空间AS)、游泳能力(最大匀加速游泳能力U_cat和最大有氧运动能力U_gt)及个性行为(探索性、活跃性和勇敢性)与未钓出组均无明显差异(所有P>0.05); 在经历捕食者模拟袭击后, 实验鱼勇敢性的潜伏时间比大于探索性, 导致勇敢性的运动时间比和穿门频率小于探索性。SMR与U_cat及U_gt不相关(P>0.05), 但MMR和AS与U_cat及U_gt均呈正相关(P<0.05); 能量代谢参数与个性行为存在部分相关。饥饿增加异育银鲫的垂钓总时间、单尾平均垂钓时间和单尾垂钓时间的变异系数。钓出组在饥饿期的特定生长率(SGR)小于未钓出组, 而恢复期钓出组的SGR与未钓出组无显著差异; 除MMR和AS外, SMR与饥饿期及恢复期的SGR均呈负相关(P<0.05), 即SMR越高个体在饥饿期间的体重下降更快, 在恢复摄食后生长却较慢。研究表明: 异育银鲫幼鱼的易钓性可能不具备表型基础, 并且因环境食物匮乏而降低; 虽然饥饿期间两种易钓性表型个体的生态结果存在差异, 但该生长差异在营养恢复后消失, 表明异育银鲫的易钓性具有一定的环境依赖性。     

营养状态和代谢范围对锦鲫幼鱼群体行为的影响

为考察营养状态和代谢范围对鱼类群体行为的影响,研究以锦鲫(Carassius auratus)幼鱼为实验对象,在(25.4±0.2)℃条件下先测定其摄食代谢和能量代谢(标准代谢率, SMR;最大代谢率, MMR)计算代谢范围(AS=MMR–SMR),再测定5个“营养-AS”处理组的锦鲫鱼群体中的个体空间位置、摄食量及个体特征(如个体游泳速度和加速度)和群体特征(如个体游泳速度同步性、个体间距离、最近邻距离和群体极性)。研究发现:营养状态、饥饿、代谢范围、摄食和消化对鱼群中的个体空间位置均无影响。饥饿和消化对锦鲫群体的凝聚力并无影响,但饥饿降低该种鱼群体协调性的现象仅在消化期间存在,即群体中个体食物获取能力导致消化策略并非相同,由此引发个体游泳运动同步性更加紊乱,最终导致群体协调性下降。在正常营养状态的锦鲫群体中,群体前部的空间可赋予个体获得更多食物资源的生态收益,但饥饿消除该群体中个体空间分布生态收益的异质性。对照组摄食量与摄食水平与预测剩余的AS呈负相关,饥饿组摄食量与摄食水平与预测剩余的AS不相关。研究表明:在正常营养状态的锦鲫群体中,群体前部的空间可赋予个体获得更多食物资源的生态...