海洋鱼类早期摄食行为生态学研究进展

海洋鱼类早期摄食行为生态学研究进展鱼类的早期阶段是指仔、稚、幼鱼期。鱼类早期生长的细微差别对其存活以及整个生活史阶段的生长，有着不可估量的影响。20世纪60年代以来，围绕着决定鱼类早期存活的生态学因子所展开的鱼类早期生活史研究，在国际上受到了普遍重视[1]；近二三十年以来，随着鱼类人工繁育技术的进展，几乎所有的鱼类都可以通过人工繁育获得鱼苗。研究材料的容易获得，以及苗种生产实践对相关理论的迫切要求，使得鱼类的早期摄食行为生态学研究成为了水产学科的一个重要领域。国际海洋开发理事会（ECES）和一些国家曾多次举行以仔稚鱼为重点的鱼类早期生活史专题学术会议，研究内容涉及形态、生态、行为、生长、发育等各个方面[2]。本文对这一领域的研究进展从摄食行为的研究、对饵料选择性的研究、摄食的机理研究、饥饿对摄食的影响、环境因子对摄食的影响等几个方面作一简述。1、摄食行为的研究海水鱼类早期采用的捕食浮游动物的方式不是一成不变的，它会随着发育水平、饵料种类的不同而改变。Hunter[3]曾将仔鱼的摄食模式分为两种类型：（1）鲱鱼型：仔鱼在摄食时，身体总是呈现弯曲的姿势；（2）鲐鱼型：摄食时尾部弯曲而身体其余部分是直的，所有这些弯曲型姿势均有助于仔鱼的积极摄食。目前，较为普遍分为以下两种方式[4]，（1）S型攻击，如鲱鱼、真鲷和牙鲆等的早期仔鱼。仔鱼发现食物后，即注视，产生摄食意图，然后划动胸鳍，调整身体与食物的位置，同时身体弯成“S”型的攻击态，然后迅速挺直身体前冲捕食，吞咽，后退。（2）咬食攻击型，如真鲷后期仔鱼。真鲷后期仔鱼发现食物后，即调整身体与食物的位置，然后前冲捕食，吞咽，后退，整个过程身体不在呈现摄食姿势。S型攻击摄食方式一般在投喂轮虫的早期使用较多，而且成功率都比较低，仔稚鱼在摄食刚刚投入的、活动能力较原饵料强的饵料时，一般也会呈现摄食姿势。随着个体的发育，运动能力的加强，以及摄食经验的积累，摄食时身体的弯曲程度就会逐渐降低直至消失。可见，鱼在摄食时，身体弯曲程度与鱼的摄食能力、发育程度成负相关。鱼类早期发育阶段摄食姿势的变化能够从Balon[2]1981年和1984年提出的跳跃式发育理论得到解释，该理论认为“鱼类某一器官或组织是在经历了一个连续渐进的发育过程，达到一定程度后才能够具有一定的功能”。2、对饵料选择性的研究目前，在饵料方面最明显的进展是对天然食饵的利用。随着鱼类仔稚鱼的生长发育，其营养生理、消化系统结构、口径大小、捕食能力及水中分布等都发生变化，从而影响其对不同饵料生物的摄食，加之其长期系统发育所形成的本能和嗜好,从而形成其对饵料生物的选择性。研究表明[5]，优良的饵料生物则需满足：(1)形态及大小适于仔稚鱼摄食。决定食饵对象是否被仔鱼喜好的最主要特征是大小，通常占口宽的20%～50%。这一尺度的上限由口裂及其宽度（左右口角之间的最大宽度）决定，下限由代谢需要决定决定[6]。Hunter[7]报导：只用单一大小级别的食饵饲养仔鱼，其生长最终会达到搜索和捕捉食饵耗能超过食饵对象的热值阶段，从而危及仔鱼进一步生长和存活。(2)游泳速度及分布便于仔稚鱼摄食。即饵料生物的易得性，通常取决于饵料生物对鱼类的回避能力，是否有防御装置等。正如Ware等［8］指出，“鳀鱼仔鱼似乎很难捕捉运动活泼的饵料，以至它们的开口饵料主要是小型的、比较不活泼的饵料生物”。(3)易消化吸收、营养价值高等要求。在用贝类幼虫饲养初次摄食期仔鱼时，若时间有误，幼虫发育到面盘幼虫时，就失去营养价值。这是因为面盘幼虫长有一个钙化壳，通过仔鱼消化道而不被消化，对仔鱼的生长几乎不起作用。桡足类的幼体和成体以及卤虫的无节幼体被认为是海水鱼育苗获得最佳成活率的活饵料，但是，用卤虫幼体饲养海水仔鱼成败的例子均有，其原因主要是不同来源的卤虫质量不一。鱼种不同对饵料生物的选择性亦不同，如海洋鱼类仔鱼主要以桡足类为食，淡水鱼类则以轮虫为主要食物[9]。即使是同一鱼种，在不同的生长发育阶段，对饵料生物的选择性也不同。资料表明[10，11]：部分鱼类在仔鱼阶段能够摄食浮游藻类，如鲥鱼（Macrurareevesii）、秘鲁鳀鱼（Engraulisringens）、真鲷（Pagrosomusmajor）等。实验室研究和育苗生产实践表明[11]，对能够摄食藻类的鱼类，在仔鱼阶段投喂轮虫时，适当地投一些藻类有利于鱼苗的生长和存活，这样做有许多好处：（1）藻类可直接作为开口仔鱼的饵料生物，尤其当轮虫不足时可弥补食物的缺乏；（2）从植物的光合作用来说可以增加水中的氧气，有清新和改良水质的作用；（3）藻类本身可作为轮虫的饵料，使轮虫不会处于饥饿而降低其生物饵料的营养价值。在鱼类的苗种生产中，弄清仔稚鱼对饵料生物的选择性，对合理有效地利用现有饵料、开发新的饵料生物和提高育苗效果具有重要意义。尤其早期仔鱼开口摄食阶段是鱼类早期发育的关键时期，经常发生仔鱼大量死亡的现象，缺乏充足的适口外源性饵料是造成仔鱼死亡的主要原因之一，从而影响了养殖业的发展。3、摄食节律的研究摄食节律是摄食行为学研究的重要内容之一，很多鱼类的摄食活动表现出特定的节律，这是对其生活环境的一种主动适应。关于摄食节律的类型，不同的学者持有不同的观点，有的学者将其划分为白天摄食和晚上摄食两种类型，Helfman[12]1986年将其分为白天摄食、晚上摄食、晨昏摄食以及无明显节律4种类型。雷霁霖根据鱼类的摄食强度随着昼夜、季节、年龄差异以及周期性的变化更为具体地将摄食节律分为日节律、季节节律、年龄差异和周期性间歇4种类型[13]。鱼类早期阶段摄食节律的研究显然是日节律的研究。事实上，Schwssmann和Helfman的分类方法属于日节律的范畴，雷霁霖[13]也明确指出，“鱼类的日摄食节律并不相同，可分成白天摄食、晚上摄食、晨昏摄食以及无明显节律4种类型”，即Helfman的分类方法。牙鲆(Paralichthysolivaceus)主要靠视觉诱导摄食，仔鱼每天出现3个摄食高峰，分别是早4:00～6:00、午12:00～14:00和晚16:00～18:00，当照度达到1lx时仔鱼开始摄食，光照强度为18～25lx时，摄食率最高，具有典型的日摄食节律[14]。带鱼和鲐鱼的日节律也非长明显，带鱼摄食强度白天高于黑夜，而鲐鱼则在夜间摄食比较强烈，摄食强度黑夜高于白天[12]。当然，在鱼类的生命周期中，鱼类的摄食日节律可能发生变化。如半滑舌鳎的摄食高峰变态前出现在白天，营底栖生活后属夜间活动类型，白天基本不摄食[15]。影响鱼类摄食日节律的原因有多种。其中，生态习性的转变对摄食节律有重大的影响，鱼类摄食节律是同其生态习性相适应的，例如[16]，真鲷(PagrosomusinajorTemmincketSchegel)仔、稚鱼阶段生活于水体上层，摄餐具有明显的昼夜节律性，主要在白天进行，以06：00～10：00和14：00～18：00摄食活动最为活跃，表现出近晨昏摄食的特点。幼鱼阶段转而生活于深水层，在这一转变过程中，摄食节律也发生变化，和仔、稚鱼相比，幼鱼在晚上20：00～02：00有一摄食小高峰，这与幼鱼比仔、稚鱼感觉器官发育较完善有关。另一方面，鱼类的摄食活动和饵料生物的活动有密切关系。如Mcnaught和Haster的研究结果[17]表明,金眼鲈（Roccuschrysops）的摄食高峰和其所捕食的浮游动物晨昏时在海面的活动时间相一致。这也提示,不同生态习性饵料生物的转换对鱼类的摄食节律可能会产生一定影响。自然水域，真鲷仔、稚鱼主要摄食水体上层活动的浮游动物及其幼虫，这些饵料生物一般都有趋旋光性，多有晨昏在海面活动特性，这和仔、稚鱼晨昏摄食的特点相一致。真鲷幼鱼转入深层生活后将转食一些较大的底层生物，这些生物的活动与光的关系不十分密切，这可能是真鲷幼鱼晚上摄食的一个原因。鱼类的摄食是一种内源节律[18～22]，是对光照、温度、饵料等周期性变动的生态因子的一种主动适应。摄食节律使鱼的摄食活动表现出主动性。Lissmann等[18]的研究表明，一种电鱼Gymnorhamphichthyshypostormus在饵料出现数小时前就开始活动，并将其它生理机能调动起来，为摄食作好了准备。摄食节律不仅是行为的一种外在形式，而且是以很多生理机能的变化为基础的。Davis和John等[19,20]的研究结果标明，一些黎明摄食的鱼类在光线达到摄食水平以前很久视网膜运动就开始了，包括掩盖色素分子的运动以及视杆肌样体的收缩和视锥肌样体的舒张。这种变化并不直接依靠光照水平的变化，而主要是依靠自身的内源节律。因此，这种变化保证鱼在黎明光照变化很快时能立即开始摄食，而不必经过较长时间的视觉调整过程，许多晨昏摄食的鱼类都具有这一特点[16]。摄食节律为苗种培育时确定合适的投饵时间提供了理论依据。在仔、稚、幼鱼期的适宜时间投饵，可以保证鱼有足够的时间捕获饵料。4、环境因子对摄食生态的影响特殊的生存环境，使鱼类的生长发育受环境因素的影响较大，特别在早期阶段，由于受到自身发育条件的限制，仔、稚、幼鱼对环境因子的变化更为敏感，环境因素的稍微变化，都会极大影响鱼类的摄食率。这些环境因子主要包括光照、温度、饵料的密度、盐度、PH、溶氧量和氨氮浓度等。其中，光照和水温是影响仔、稚、幼鱼摄食效率的最重要非生物因子。4．1光照对摄食生态的影响对于依靠视觉摄食的与鱼类，光照是影响摄食的最重大因素之一。不同生态类型的鱼类摄食与光照都有一定的关系[23]。有研究结果表明，光对于视觉摄食鱼类是必须的，并存在一个适宜光强范围，在此范围内鱼类摄食最为活跃，摄食率最高[24]。仔鱼通常是视觉摄食者，没有光照就不能产生视觉反映。仔鱼的摄食强度与光照强度之间通常呈S型相关[6]：随着光照从完全黑暗逐渐增强，直到抵达摄食临界光强度，摄食强度才会发生改变；然后摄食强度随光照强度的增大而迅速抵达最大值。Blaxter[25]1981年报导，仔鱼摄食的临界光强度是0.1lx，最好保持在100～500lx；但不宜超过1000lx；否则仔鱼会出现明显受惊反应，甚至光休克而死亡。因此，育苗生产时应当注意水体光强度，既要防止日光直射水面，又要改善较暗的光照环境。光照持续时间一般主张与自然白昼保持一致为好。光照之所以成为重要摄食条件，还和它能增加食饵背景反差相关。通常，仔鱼对食饵对象的反应距离与食饵的背景反差呈正相关。有些食饵对象由于具有特定的性状和颜色，增加了背景反差，容易被仔鱼发现。实验发现：仔鱼对藻类培养的体呈绿色的轮虫，较之单用酵母培养的无色轮虫，摄食率明显提高[6]。另外，光照之所以成为影响摄食的主要环境因子，还与饵料生物的活动规律密切相关。自然界中，浮游动物及幼体多数具有一定的趋旋光性，清晨和傍晚通常群集与水体上层活动，有利于仔鱼摄食，这是视觉摄食类型（如真鲷）仔鱼生命活动与饵料生物环境间的一种生态学适应。对于这种类型的鱼类，为了提高仔鱼的开口率，促进生长发育，夜晚适当延长照明时间有益与育苗生产[26]。4．2温度对摄食生态的影响水温对仔鱼摄食效率亦有重要影响。在不同水温条件下，仔鱼的游泳速度和摄食效率明显不同，对于仔鱼摄食来说，其摄食效率存在着一个最适的温度[13]。温度与仔鱼摄食的相关极其复杂。根据个体生态和综合生态学观点，仔鱼或食饵对象的生命过程或各种生态行为都是和温度相关的。特别是温度对卵黄的吸收、器官发育的分化、仔鱼的摄食消化（对食物的消化速率和吸收率）、代谢、对仔鱼和食饵对象的游泳能力、以及对食饵生物繁生、消亡等数量动态的影响，都会不同程度的影响仔鱼搜索、感知以及攻击和捕食能力，以及食饵对象的避免与仔鱼相遇或者相遇后逃避被捕食的能力，从而改变仔鱼的初次摄食时间、摄食节律和摄食效率等。理想的摄食温度应与生长的适温是一致的。但找到这个最适温度却并非十分容易[6]。在适当的温度范围内，水温越高，饵料消化越快，摄食量也随之增加。各种鱼类的适宜温度范围不同。真鲷是近海暖水种，适宜温度高而稳定。实验表明，其摄食最适合的水温为26～28Cº水温低于10Cº真鲷几乎不摄食。但水温高于28Cº时