亲代迁移距离变异对后代表型的影响：欧洲鳟（Salmo trutta）行为与形态特征的跨纬度研究

本研究通过多流域比较分析，揭示了洄游性鳟鱼（Salmo trutta）亲代迁移距离对后代行为（如支配性、胆量）和形态（相对胸鳍长度）的复杂影响，为物种保护（如栖息地修复和迁移屏障治理）提供了关键生态学依据。

　　

1 引言

洄游行为在物种间存在显著的时空差异，深刻影响种群动态和生物体的生物学特征。对于鲑科鱼类如海鳟（Salmo trutta），其淡水及海洋迁移距离高度可变，这种变异可能通过遗传、母系或环境效应传递给后代，导致幼鱼表型分化。长距离迁移个体可能因抵达更优质产卵场而获得优势，但同时也面临更高能量消耗和捕食风险。本研究假设长距离迁移者的后代应更具胆量（Boldness）、支配性（Dominance）和活动性，且具有更长的相对胸鳍长度（Pectoral-fin length）。此外，胆量特征可能随纬度梯度变化，这与高纬度地区较短生长季驱动的反梯度变异（Countergradient variation）策略相符。

2 方法

研究覆盖欧洲鳟自然分布区的六个流域（图1），每个流域设置上下游采样点（间距≥1 km）。通过电捕获取幼鱼（稚鱼期），进行以下实验：

• •
  行为测试：包括胆量评分（暴露于光照惊吓反应）、开放场测试（活动百分比、游泳速度与距离）和双鱼竞争实验（支配性评估）。
• •
  形态测量：测量体长、体重及胸鳍长度，计算相对胸鳍长度（胸鳍长/体长×100）。
  统计采用R语言完成，包括Kruskal-Wallis检验、广义线性模型（Binomial分布）和事后Dunn检验。

3 结果

3.1 双鱼竞争实验

在Norums?n和Haga ?流域，长距离迁移者后代在竞争中显著占优（胜率分别为70%和82%），表明其支配性更强（p<0.05）。

3.2 开放场测试

仅在Haga ?流域发现上游幼鱼活动性显著更高（p=0.03），但游泳速度和距离无显著差异。Norums?n流域虽无统计学差异，但呈现上游个体活动性略低的趋势。

3.3 胆量评分

胆量特征与纬度显著负相关（p<0.001），高纬度个体更胆大。但上下游差异因流域而异：Fj?rvatnet上游个体胆量更高，而Haga ?和Guds?则下游更胆大。表明胆量受本地因素（如栖息地结构或种群密度）调控而非单纯由亲代迁移距离决定。

3.4 形态学分析

相对胸鳍长度呈现流域特异性模式：Fj?rvatnet上游个体胸鳍更长（p<0.001），而Haga ?和Guds?下游个体胸鳍更发达（p<0.001）。胸鳍形态可能适应局部水力条件而非直接反映迁移距离。

4 讨论

本研究证实幼鱼表型特征（如支配性和胸鳍形态）在流域内存在空间分异，但并非简单由亲代迁移距离驱动。支配性在上下游间的一致性模式提示其可能具有遗传基础，而胆量和胸鳍长度的可变性则强调环境适应（如水流条件、资源分布）的重要性。纬度对胆量的影响支持反梯度变异假说，即高纬度个体通过增加风险行为补偿生长季不足。这些发现对鳟鱼保护具有启示：恢复栖息地连通性和移除迁移屏障有助于维持表型多样性，增强种群应对环境变化（如气候变暖或人为干扰）的韧性。未来需通过共同花园实验（Common garden）排除环境噪声，进一步解析遗传与环境的交互效应。

作者贡献与资助

研究由多国团队（瑞典、挪威、丹麦等）合作完成，受FORMAS基金（2020-01349）支持，实验经哥德堡动物伦理委员会批准（ID: 004882）。