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在鱼类繁殖研究中，大小个体及雌雄间资源分配机制不明。日本研究人员以日本鳀（Engraulis japonicus）为对象，用饮食转换实验和稳定同位素比（SIRs）研究其繁殖能量分配。发现大个体繁殖投入多，且大小个体资源利用有差异，为理解鱼类繁殖策略提供依据。
在神秘的海洋世界里，鱼类的繁殖策略一直是生物学家们热衷探索的领域。从生命史理论来看，生物体需要在生长、繁殖和自我维持之间合理分配资源，以实现终身繁殖成功的最大化。对于鱼类而言，繁殖时的资源分配策略尤为关键，它不仅影响着个体的繁殖成效，还与种群的动态变化息息相关。然而，目前在这一研究领域，仍存在诸多谜团。例如，尽管理论模型常假设繁殖与体型成正比，但实际中许多海洋和陆地生物并非如此，较大个体往往会在繁殖上投入更多能量，这种差异背后的机制却并不清晰。在鱼类中，虽然知道体型相关的繁殖资源分配在雌雄间可能存在差异，但对于雄鱼资源分配的研究却极为有限，且二者差异的内在机制也有待揭示。此外，在繁殖能量分配策略方面，收入繁殖（即繁殖输出紧密依赖当前资源获取）和资本繁殖（能量获取与繁殖投资在时间上分离）虽已被提出，但个体在实际繁殖过程中如何灵活运用这两种策略，以及体型和性别在其中发挥怎样的作用，都是亟待解决的问题。
为了揭开这些谜团，来自日本渔业研究与教育机构（Fisheries Research and Education Agency）等多个机构的研究人员，以日本鳀（Engraulis japonicus）为研究对象展开了深入探究。日本鳀是一种广泛分布于全球海洋的小型群居鱼类，作为典型的饵料鱼和具有重要商业价值的鱼类，其生物量呈现出多年代的周期性变化 。而且，日本鳀寿命较短，仅 1 - 3 年，在较长的繁殖季节内进行多次分批产卵，这些特点使其成为研究繁殖策略的理想对象。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了饮食转换实验和碳氮稳定同位素比（SIRs）分析技术。在实验前，先对捕获的日本鳀亲鱼和子代进行一段时间的适应性养殖。亲鱼在特定条件下养殖并监测其产卵情况，子代则从卵开始，在不同阶段投喂不同食物进行饲养。实验时，亲鱼和子代随机选取部分个体转移到新环境，统一投喂低 SIRs 的商业干颗粒饲料，持续 50 天。在实验过程中，按照不同时间间隔对样本进行采集，测量鱼的各项生物学指标，包括标准长度（SL）、体重（BW）、睾丸重量（TW）或卵巢重量（OW）等，并计算体细胞重量（SW）。同时，对肌肉和性腺样本进行处理，利用稳定同位素比质谱仪分析其碳氮稳定同位素比 ，以此来追踪能量来源和资源分配情况。此外，研究人员还通过多种统计分析方法，如线性混合效应模型（LMEM）等，对实验数据进行深入分析，以探究不同因素之间的关系。
研究结果如下：
- 生长特征：实验期间，亲鱼的标准长度（SL）和体细胞重量（SW）无显著变化，而子代的 SL 和 SW 显著增加，且雌性亲鱼和子代的 SL 和 SW 显著高于雄性。亲鱼和子代肌肉中的δ15N和δ13C均显著下降，但子代肌肉中同位素周转速率约为亲鱼的 2.7 - 3.0 倍，且子代在δ13C上存在显著性别差异，亲鱼在δ15N上存在显著性别差异。这表明小个体在生长阶段更多地将资源分配到身体生长上，而大个体生长受限，同位素周转主要由代谢驱动。
- 繁殖特征：在雄性中，父亲和儿子的睾丸重量（TW）与体细胞重量（SW）关系存在显著差异，相同 SW 范围内，小个体雄性的预期 TW 约为大个体的 56% 。在雌性中，母亲和女儿的批次繁殖力（BF）与体细胞重量（SW）关系有显著差异，相同 SW 下，小个体雌性的预期 BF 约为大个体的 72% 。母女间产卵频率无显著差异，但女儿的干卵重（DEW）显著低于母亲，且大小个体雌性每次产卵的繁殖努力存在显著差异，小个体约为大个体的 67% 。这说明大个体的雌雄鱼在繁殖输出上投入更多资源。
- 对收入资源的依赖程度比较：实验过程中，亲鱼和子代肌肉对收入资源的依赖程度（DI）均增加，但子代的增加斜率约为亲鱼的 2.8 倍。到实验结束时，子代 DI 约为 0.71，亲鱼约为 0.25。在性腺方面，亲鱼和子代的 DI 均渐近增加并在实验结束时趋于 1.0，但子代的周转速率（k 值）显著高于亲鱼，且雌性的 k 值大于雄性。这表明小个体在肌肉生长中对收入资源的周转更快，而在性腺发育中，子代和雌性对收入资源的利用更高效。
综合研究结果与讨论部分，该研究揭示了日本鳀繁殖策略中体型和性别对资源分配的显著影响。小个体在繁殖早期优先进行身体生长，大个体则将更多资源分配到繁殖输出上，这反映了不同体型个体的繁殖策略差异。同时，稳定同位素比（SIRs）的动态变化表明，日本鳀在繁殖过程中对资源的利用具有时间灵活性，虽然主要依赖收入资源繁殖，但大个体也能利用兼性资本资源，这种资源分配的灵活性有助于它们在不同环境条件下维持繁殖。此外，研究还发现雄性可能存在精子储存现象，这与雌性的繁殖策略有所不同，进一步体现了性别差异对繁殖策略的影响。
该研究的重要意义在于，它为深入理解小型中上层鱼类的繁殖策略提供了新的视角，揭示了个体层面的生命史响应和种群动态变化的内在机制，有助于更好地管理和保护渔业资源。同时，研究中采用的稳定同位素分析等技术，也为后续研究其他鱼类的繁殖策略提供了重要的方法参考，推动了鱼类繁殖生物学领域的发展。未来研究可以进一步拓展实验周期，纳入更多环境因素的考量，深入探究不同环境条件下鱼类繁殖策略的变化，从而更全面地揭示鱼类繁殖的奥秘。
