水族箱中鱼类生殖生态学研究的基本方法

摘要

本文介绍了一系列用于研究养殖鱼类繁殖生态学的基本方法。这些方法包括使用水肺潜水采集鱼类、运输活鱼，以及观察在水族箱中饲养的野生鱼类的繁殖行为，均为实用的操作方案。

摘要

在无法进行连续野外调查的情况下，人工圈养观察对于揭示鱼类行为与生态学特征具有重要价值。本文以一种野生捕获的虾虎鱼科鱼类为模型，介绍了一系列基本技术，以实现对其繁殖行为的观察。该方法主要包含三个步骤：采集、运输以及对底物产卵鱼类繁殖生态学的观察。活鱼采集与运输的关键环节包括：（1）防止鱼类受伤；（2）谨慎地使其适应水族箱环境。在采集活鱼过程中，必须避免因刮伤或水压骤变等造成伤害，因为任何身体损伤都可能对鱼类的存活及其后续行为产生负面影响。仔细的水族箱适应过程可降低死亡率，并减轻运输带来的应激反应。圈养期间的观察内容包括：（1）个体鱼的识别；（2）在不对鱼类或卵造成负面影响的前提下，对产出的卵进行监测，从而能够深入研究该物种的繁殖生态学特征。皮下注射可视植入性弹性体（VIE）标记是一种准确识别个体鱼类的有效方法，适用于多种体型大小的鱼类，且对其存活和行为影响极小。若研究物种为产黏性卵的底物产卵者，则可通过使用聚氯乙烯（PVC）管构建人工巢穴，并附加可移除的防水薄片，以方便对卵的数量统计和持续监测，同时减少研究人员对鱼类护巢及护卵行为的干扰。尽管这些基础技术在科研论文中往往鲜有详细描述，但对于需要开展野生鱼类人工圈养实验的研究而言，它们至关重要。

引言

鱼类在形态、生态和行为方面表现出显著的适应性进化¹。尤其是与繁殖相关的生态特征具有高度多样性，其中大多数特征可直接受到个体适合度的影响²。为了深入了解导致不同鱼类物种演化出独特特征的选择压力，通常通过活体鱼类直接观察其繁殖和社会行为，以验证理论假设，这种方法往往具有重要意义。

然而，对鱼类进行持续的野外观察可能需要专门的水下设备和设施，而这些设备和设施难以维护。在这种情况下，对野外捕获并在水族箱中饲养的鱼类进行观察可能会有所帮助^3,4,5。此外，通过在水族箱中操控实验，原本在自然条件下罕见或难以观察到的鱼类行为也可能实现高效观察^6,7,8。通过尽量减少人为应激和物理损伤，在良好条件下饲养鱼类，对于准确的生态学研究至关重要。

侏儒虾虎鱼Trimma marinae体长可达23-25毫米，分布于西太平洋海域，栖息于平静且受庇护的海湾中，深度为9....

方案

1. 活鱼的采集与运输

注意：本方案描述了如何从深度 ≥15 m 处将具有鳔的鱼类收集至水面。快速运送至水面会因压力变化导致鳔膨胀，可能严重伤害或致死鱼类。需格外谨慎，因为在该第一步操作中对鱼类造成的损伤将对其存活率及后续行为产生负面影响。

1. 在进行水肺潜水之前，准备以下材料：适合在水下捕获目标物种的手持网；足够容纳鱼类的双层聚乙烯袋；橡胶圈（ø 80 mm × 6 mm）；用于在水面为采集袋充气的氧气瓶；Elbagin（一种含10%硝基苯乙烯酸钠的抗菌剂）；用于放置采集袋的聚苯乙烯泡沫箱；移液器；以及必要时（参见步骤1.4）一根长度等于最大潜水深度的绳索和至少2 kg的配重。
2. 使用手抄网在潜水时捕获目标鱼类；仍在水下时，将捕获的鱼放入聚乙烯袋中，并用橡皮筋扎紧袋口。若运送至水族箱所需时间≥1天，还需另用袋子保存其自然栖息地的水样，用于后续更换养殖用水。
   注意：出于安全考虑，水下任务必须由至少两人共同完成。
3. 从采集点以不超过1米/分钟的速度上浮：在深度10米或更深时，每上升2米停止1至5分钟；从10米深度至水面，每上升1米停止1至5分钟。当捕获的鱼类在袋中无法维持浮力时即，如果它们因膨胀的鱼鳔而上浮但仍试图向下游动），则保持在同一深度1-5分钟，或下潜至深1-2米处。一旦鱼类似乎恢复了浮力控制，即可继续缓慢上浮至水面。
   注意：如果在上浮过程中存在水肺气瓶空气可能耗尽的情....

结果

根据上述方法，分别于2014年、2015年和2016年4月在日本鹿儿岛县奄美大岛近海采集到41、15和96只T. marinae个体（表1）。在每种情况下，分别有25只（61%）、14只（93%）和91只（95%）个体存活至在水族箱中产卵。如Fukuda et al.³报道，在2014年的观察期间仅有一条鱼死亡，且鱼类产卵通常在捕获后7天开始，表明这些个体处于良好的养殖条件下。

VIE 标签清晰可见，能够对个体进行识别，即使是在这种小型鱼类中也是如此（图 4A，4B）。图 4C 展示了产在防水垫上的卵的 photograph，证明其清晰度足以进行计数。移出并拍照后，将防水垫放回水族箱中.......

讨论

许多鱼类的繁殖生态学研究通常通过实验性培育得以揭示。尤其是性别转变^6,8,14、配偶选择^15,16以及种内竞争^7,17等主题，常以水族箱中饲养的鱼类为对象进行深入研究。此外，一些在水族箱中观察到的结果后来在野外研究中得到了证实^8,18。这些发现支持了利用野外捕获鱼类在水族箱中开展培育实验的有效性和可信度。同时，通过培育实验模拟那些在自然条件下可能发生但较为罕见的情境，对于后续大规模的野外研究而言，也具有重要的前期探索价值。

本方案描述了适用于小型底物.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
手网	Nisso	AQ-17	根据目标物种的体型进行选择。
聚乙烯袋	San-U Fish Farm	8194
橡胶带	ESCO Co. LTD.	78-0420-64	ø 80 mm × 6 mm
氧气瓶	N/A	N/A	用于潜水设备的氧气瓶。
Elbagin	Japan Pet Design Co. Ltd.	75950	同公司提供的Pafurazine F与Elbagin为等效药物。
聚苯乙烯泡沫箱	N/A	N/A
移液管	AS ONE	1-8625-04
绳索	Mizukami Kinzoku Co. LTD.	95301601
配重块	N/A	N/A	用于潜水设备的配重块。
水箱	N/A	N/A
气泵	KOTOBUKI	4972814 062115
气石	KOTOBUKI	4972814 232204
2-甲基喹啉	Wako	170-00376
乙醇（99.5）	Wako	057-00456
可视植入弹性体标记试剂盒	Northwest Marine Technology	N/A	http://www.nmt.us/products/vie/vie.shtml
软海绵	N/A	N/A
PVC板	N/A	N/A	厚度为0.3 mm的PVC板便于使用。
培养皿	N/A	N/A	较大的培养皿（例如  ø 160 mm，深度30 mm）便于进行VIE标记注射。
透明亚克力板	N/A	N/A
UVA滤光灯	N/A	N/A
PVC管	N/A	N/A	ø 5 cm
防水膜	SOMAR Corp.	3EKW03	适用于普通复印机的薄膜。
沙子	N/A	N/A
体视显微镜	N/A	N/A
相机	N/A	N/A