鳜鱼（Siniperca chuatsi）对不同光谱的反应：行为与生理适应

《Aquaculture》：Response of mandarin fish ( Siniperca chuatsi) to different light spectra: Behavior and physiological adaptation

本研究系统评估了唐鱼（Siniperca chuatsi）对红、黄、绿、蓝、白光及黑暗环境的光行为偏好及生理响应机制。结果表明，唐鱼对长波光（红、黄）表现出显著偏好，其中红光组皮质醇水平升高提示慢性应激，而黄光组总抗氧化能力（T-AOC）显著增强且MDA含量降低，同时激活神经活性配体-受体通路。研究为唐鱼光环境精准调控提供了理论依据。

　　在现代水产养殖中，光照环境的科学管理已成为提升养殖效率和改善养殖对象生理状态的重要手段。随着养殖技术的不断进步，特别是对光谱调控技术的深入研究，越来越多的证据表明，不同光谱对鱼类的行为和生理反应具有显著影响。以中国淡水养殖中重要的经济鱼类——金钱鱼（*Siniperca chuatsi*）为例，其在集约化养殖过程中，因缺乏科学的光照管理而面临一系列挑战，如摄食节律紊乱、代谢性肝病增加以及免疫能力下降等，这些都严重制约了该产业的可持续发展。因此，探索金钱鱼对不同光谱的适应机制，不仅有助于理解其生态行为，也为优化光照环境管理提供了理论依据。

金钱鱼作为一种肉食性鱼类，广泛分布于中国、朝鲜半岛以及俄罗斯远东地区的淡水生态系统中。其自然栖息环境多为中层至下层水域，依靠体色和图案进行视觉伪装，并采用伏击策略捕食。这种生态环境使其对光环境的变化极为敏感。研究发现，金钱鱼的视觉系统在光谱适应中发挥着关键作用，不仅影响其觅食行为，还参与了捕食者回避和群体活动等重要过程。此外，金钱鱼的视觉感知系统在分子层面也表现出显著的适应性演化，如与光感应相关的视蛋白基因（opsin genes）以及与神经内分泌调节相关的基因，如神经肽Y（*npy*）和spexin等。这些基因的表达变化可能反映了光谱对神经通路的调控作用，从而影响鱼类的行为模式。

基于以上背景，本研究采用可调LED光源系统，结合行为实验、生理指标检测和分子生物学方法，系统评估金钱鱼在不同光谱条件下的行为偏好及其相关的生理反应机制。研究对象为健康、无明显疾病症状的金钱鱼个体，平均体重为87.92±3.16克，养殖水温维持在22–24°C，溶氧量保持在7.0 mg/L以上，pH值控制在适宜范围内，以确保实验的准确性与可重复性。实验过程中，通过记录个体和群体在不同光谱区域的活动轨迹，分析其在不同光照条件下的行为偏好，并结合血液中的生理指标，如总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）水平、皮质醇（cortisol）和5-羟色胺（5-HT）含量等，探讨光谱对金钱鱼生理状态的影响。

实验结果显示，金钱鱼个体对红光（RL）表现出最强的趋光性，其停留时间占比最高，达到23.49±3.97%。其次是黑暗区域（DA），停留时间占比为20.37±3.00%，随后是黄光（YL）、蓝光（BL）、绿光（GL）和白光（WL），停留时间依次递减。在群体层面，红光区域的鱼类数量始终保持在较高水平，而黑暗区域的鱼类在实验初期表现出显著的聚集趋势，但随着时间推移，这种聚集行为逐渐减弱。黄光区域的鱼类数量则呈现出逐步上升的趋势，最终在42小时时达到30.56%的比例。这一现象表明，黄光可能对金钱鱼的群体行为具有一定的吸引作用，尤其是在较长的观察周期内。

从生理反应来看，黄光处理组的金钱鱼表现出显著增强的总抗氧化能力，同时丙二醛水平明显降低，说明黄光有助于减轻氧化应激，增强其抗逆能力。此外，红光处理组的皮质醇水平显著高于黄光、绿光和白光处理组，这表明红光可能诱发较强的应激反应。而在5-羟色胺含量方面，红光和黑暗区域的鱼类表现出较高的水平，相比之下，蓝光处理组的5-羟色胺含量则较低。5-羟色胺是一种与情绪调节、行为反应和神经内分泌功能密切相关的神经递质，其水平的变化可能反映了不同光谱对金钱鱼神经系统的影响。

进一步的组织学分析显示，绿光和白光处理组的视锥细胞密度显著高于黑暗区域，这可能与这些光谱对视觉系统的影响有关。而红光处理组的视网膜色素指数最高，明显高于绿光和黑暗区域。这一结果提示，红光可能对视网膜的色素沉着产生促进作用，从而影响鱼类的视觉适应能力。值得注意的是，黄光处理组的基因表达分析表明，与神经活性配体-受体相互作用相关的通路被显著激活，这可能意味着黄光通过调节神经内分泌系统，增强了金钱鱼的应激适应能力。

这些研究结果揭示了金钱鱼对不同光谱的适应机制，为优化其养殖环境提供了重要参考。红光虽然对金钱鱼具有较强的吸引力，但其可能诱发慢性应激反应，而黄光则在保持吸引力的同时，有助于提高其抗氧化能力并降低应激水平。这表明，在实际养殖过程中，合理选择光照谱型可以有效改善金钱鱼的健康状况，提升养殖效率。此外，研究还发现，不同光谱对鱼类的行为模式和生理状态的影响具有显著的物种特异性，这提示在制定光照管理策略时，必须充分考虑目标物种的生物学特性。

当前，光谱调控技术已在一些经济鱼类的养殖中取得成功，如虹鳟鱼（*Oncorhynchus mykiss*）和石斑鱼（*Epinephelus coioides*）。这些技术的应用不仅提高了养殖产量，还改善了养殖对象的福利状况。然而，对于金钱鱼这类尚未广泛研究的高价值鱼类，其对光谱的适应机制仍缺乏系统性的了解。因此，本研究的意义在于填补这一知识空白，为科学制定光照管理方案提供依据。

从应用角度来看，科学的光照管理可以有效改善金钱鱼的生长环境，减少疾病发生率，提高饲料利用率，并增强其免疫能力。在集约化养殖条件下，光照环境的调控尤为重要，因为鱼类长期处于人工环境中，其自然行为模式可能受到干扰。通过引入科学的光谱调控技术，可以模拟其自然栖息环境中的光照条件，从而促进其正常生理活动和行为表现。例如，红光可能更适合用于短期吸引鱼类，而黄光则更适合用于长期维持其健康状态。这种差异化的光照策略，有助于实现养殖环境的精细化管理，提高养殖效益。

此外，研究还强调了光照环境对鱼类神经内分泌系统的调节作用。光信号通过视网膜-下丘脑通路传递至中枢神经系统，影响多种神经内分泌激素的合成与释放，如褪黑素和皮质醇。这些激素在调节鱼类的代谢、应激、免疫和生殖等方面起着关键作用。因此，不同光谱可能通过影响这些激素的水平，进而对鱼类的整体健康产生深远影响。例如，黄光处理组中皮质醇水平较低，而5-羟色胺水平较高，这可能意味着黄光有助于维持鱼类的稳定情绪状态，减少应激反应，从而提高其生存能力和适应能力。

在实际养殖过程中，如何合理配置光照环境，以满足金钱鱼的生理和行为需求，是一个亟待解决的问题。目前，许多养殖场仍采用传统的自然光照或单一的人工光源，缺乏对光谱的精准调控。而本研究的结果表明，通过科学选择光谱，可以有效改善金钱鱼的生理状态，提高其养殖效益。例如，在养殖池中引入黄光作为主要光照来源，可以降低鱼类的应激水平，增强其抗氧化能力，从而减少疾病的发生。同时，红光虽然可能吸引鱼类，但其对健康的影响需要进一步评估，避免长期使用可能带来的负面效应。

值得注意的是，不同光谱对鱼类的影响可能因个体差异、养殖密度、水体环境等因素而有所不同。因此，在实际应用中，需要结合具体养殖条件，进行更为细致的实验和观察。此外，光照强度和持续时间也是影响鱼类行为和生理状态的重要因素，合理的光照强度和时间安排可以进一步优化养殖效果。例如，适当的光照强度可能有助于提高鱼类的摄食效率，而过强或过弱的光照则可能对其健康产生不利影响。

综上所述，本研究通过对金钱鱼在不同光谱条件下的行为偏好和生理反应的系统分析，揭示了光谱对鱼类适应性的重要影响。红光虽然具有较强的吸引力，但可能引发慢性应激反应，而黄光则在保持吸引力的同时，有助于增强其抗氧化能力和维持低应激状态。这些发现不仅为金钱鱼的光照环境管理提供了理论支持，也为其他鱼类的光谱调控研究提供了借鉴。未来，随着光谱调控技术的不断发展和应用，科学的光照管理有望成为现代水产养殖的重要组成部分，推动该行业向智能化、精细化方向发展。