实验证据表明,鲭鱼(chub mackerel)采用混合繁殖策略,并且其母体和幼体的特征受食物来源的影响

《Frontiers in Marine Science》:Experimental evidence of a mixed breeding strategy and food-dependent maternal and larval traits in chub mackerel

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Frontiers in Marine Science 3.0

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  通过稳定同位素示踪和控食实验,发现鲋鱼在繁殖期主要依赖储存能量(资本繁殖策略),而非即时食物摄入。预繁殖期食物限制显著降低雌鱼体重、体况和产卵量,导致幼鱼生长受限和存活率下降。研究揭示了环境压力下能量分配策略对种群繁殖成功率的关键影响,为解释鲋鱼种群数量波动提供了理论依据。

  鱼类的繁殖成功受到食物供应情况的显著影响,而食物的可获得性在自然种群中往往受到种内和种间密度依赖效应的制约。传统上,能量分配至卵子生产通常被视为资本型繁殖与收入型繁殖之间的连续谱系,但近年来的研究表明,繁殖策略可能比以往认为的更为灵活或混合。然而,关于食物供应的时间和地点如何影响繁殖特征的研究仍然有限。为此,我们通过稳定同位素示踪和控制喂养实验,以日本鲭鱼(*Scomber japonicus*)为研究对象,探讨了喂养条件如何影响繁殖输出。

我们的实验表明,日本鲭鱼在繁殖季节主要依赖体内储存的能量储备,而非即时的食物摄入。这与典型的收入型繁殖鱼类(如凤尾鱼)形成对比,后者在繁殖期间会更频繁地利用新获取的食物资源。具体而言,当日本鲭鱼在繁殖前五个月内经历食物限制时,其体况和卵子产量均显著下降。此外,来自食物受限母鱼的幼鱼表现出较差的生长能力和耐饥饿能力。这些发现表明,母鱼的营养历史对卵子生产及幼鱼表现具有显著影响,强调了在评估密度依赖繁殖时考虑能量分配策略的重要性。

此外,我们的研究还揭示了日本鲭鱼繁殖策略与环境变化之间的关系。该物种的种群数量在20世纪70年代达到高峰,随后因强烈的捕捞压力和多次繁殖失败而急剧下降,直到2011年才有所回升。然而,自2018年以来,该种群数量又开始下降,尤其是在2020年后,卵子数量大幅减少,接近2000年代低种群时期的水平。这种近期的下降趋势可能受到种群密度依赖机制的影响,同时也与关键摄食区域中浮游动物资源的变化有关。

在实验设计方面,我们采用了两种互补的方法:稳定同位素示踪实验和控制喂养实验。通过稳定同位素示踪实验,我们追踪了不同年龄组(1年和3年)的日本鲭鱼在繁殖期间对食物资源的利用情况。结果显示,无论年龄如何,卵子的同位素值在实验过程中逐渐下降,表明其繁殖过程中对食物的依赖有限。而在控制喂养实验中,我们观察到,在繁殖前五个月的食物供应情况显著影响了成鱼的体况和繁殖输出。食物受限的个体不仅产卵量减少,其卵子的能量含量也显著降低,进一步说明了繁殖策略与食物供应之间的紧密联系。

对于幼鱼的生存能力,我们还进行了饥饿耐受性实验。结果显示,来自食物受限母鱼的幼鱼在饥饿条件下的存活时间明显短于来自充足喂养母鱼的幼鱼。这表明,母鱼的营养状况不仅影响其自身的繁殖能力,还对后代的生存能力产生深远影响。这一发现与先前关于繁殖经验对繁殖潜力影响的研究相呼应,即多次繁殖的个体通常比首次繁殖的个体具有更高的繁殖潜力。

我们的研究进一步探讨了母鱼营养历史对繁殖输出的影响,特别是在密度依赖条件下。研究结果显示,1年生母鱼在繁殖期间对肌肉组织的同位素值变化较小,而卵巢组织则表现出显著的同位素变化,表明其繁殖过程中对食物的依赖性较高。这一结果与之前关于日本鲭鱼繁殖策略的研究相一致,即其繁殖主要依赖体内储存的能量,而非即时的食物摄入。然而,繁殖前的营养状况对繁殖输出仍有显著影响,尤其是在多次繁殖的个体中。

此外,我们的实验还揭示了繁殖前的营养状况对幼鱼早期生长的影响。尽管幼鱼在实验期间经历了不同的喂养条件,但来自食物受限母鱼的幼鱼在生长速率和存活率上均表现较差。这一发现进一步支持了母鱼营养状况对后代性能的重要影响。在自然种群中,这种影响可能通过繁殖投资的差异和后代的生存能力变化来体现。

综上所述,我们的研究不仅揭示了日本鲭鱼繁殖策略的特性,还强调了食物供应对繁殖成功的关键作用。在当前环境变化和种群动态的背景下,这些发现为理解日本鲭鱼种群近期下降提供了新的视角,并为未来的种群管理和生态研究提供了重要的理论依据。通过实验方法,我们能够更直接地评估鱼类繁殖策略的生理和生态决定因素,这对于预测未来种群生产力和制定适应性管理策略具有重要意义。
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