海洋青鳉（Oryzias melastigma）的栖息地偏好和行为特征随年龄的变化而调节

《Applied Animal Behaviour Science》：Age-dependent modulation of habitat preferences and behavioral syndromes in marine medaka ( Oryzias melastigma)

　　• 鱼类的发育阶段决定了其对空间利用的方式，这与体型大小无关。
• 高频率访问贫瘠区域并不等同于最佳福利状态。
• 混合型和有遮荫的庇护所能显著减少攻击性行为。
• 行为特征从幼体阶段到成体阶段会发生变化。
• 针对不同生命阶段的丰富化措施对于最大化鱼类的福利至关重要。

**引言**
评估圈养动物的福利长期以来一直是一项复杂的任务，并最近推动了动物福利法律和政策框架的重大修订（Fraser, 2009）。在此背景下，Dawkins（2004）提出可以通过两个关键问题来基本评估动物福利：“动物是否健康？”以及“动物是否得到了它想要的？”虽然全面的福利评估需要生理和行为指标（Carstens and Moberg, 2000；Volpato et al., 2007），但行为指标，特别是攻击性，通常被视为理解栖息地偏好相关方面的初步步骤。环境丰富化，即向饲养环境中添加物理结构或同种个体，被广泛认为是提高饲养标准的核心策略（Wells, 2009）。实证研究表明，丰富化能够刺激感觉运动神经回路，促进成年个体的神经发生，并与认知表现和行为灵活性提升相关，最近的框架更强调适应性和神经可塑性机制，而不仅仅是减轻压力（Oomen et al., 2014；Spiliopoulos et al., 2025；Van Praag et al., 2000）。例如，在丰富化环境中饲养的啮齿动物表现出更高水平的海马体神经发生和更好的空间学习能力（Brown et al., 2003）。这种模式最近也在鱼类研究中得到验证，丰富化的饲养环境增强了其应对压力的能力（Zhang et al., 2025a）。鉴于越来越多的证据表明鱼类具有复杂的认知能力并可能体验情感状态，研究和保护鱼类福利的科学和伦理重要性显著增加（Braithwaite, 2010；Brown, 2015；Huntingford et al., 2006）。行为指标是了解鱼类福利的主要非侵入性手段，可以大致分为反映福利受损的指标（如觅食行为、呼吸活动、攻击性、个体和群体游泳模式以及刻板或异常行为），以及反映积极福利的指标（如探索行为、对食物的预期行为和与奖励相关的操作性反应）（Martins et al., 2012）。然而，这些指标的解释具有物种特异性和情境依赖性，这突显了结合行为和生理测量进行全面福利评估的必要性（Ashley, 2007；Huntingford et al., 2006）。

尽管在哺乳动物饲养中广泛使用丰富化方案，但在水生动物中的应用仍有限（Arechavala-Lopez et al., 2022；Spence-Jones et al., 2025；Stevens et al., 2021；Williams et al., 2009；Zhang et al., 2023b）。鱼类是行为复杂的生物，可能经历情感状态，如痛苦，而次优的饲养条件可能导致慢性压力、刻板行为和攻击性增强（Huntingford et al., 2006）。偏好研究一致表明，重复性行走和其他与压力相关的行为几乎只发生在贫瘠的环境中，这突显了缺乏刺激环境的负面影响（Kistler et al., 2011）。然而，与哺乳动物和鸟类相比，鱼类福利的科学框架仍处于初级阶段（Lawrence, 2007）。偏好测试是阐明动物主观需求和行为选择的重要工具，研究发现栖息地偏好受物种特异性生态学和自然历史的强烈影响（DePasquale et al., 2019；Jones et al., 2019；Schroeder et al., 2014）。方法学进步表明，长期适应测试装置和群体测试可以提高鱼类偏好评估的准确性（Varracchio et al., 2025）。因此，福利干预必须基于证据，并明确针对目标物种制定。

普遍认为，环境丰富化不仅能够提高圈养动物的福利，还能通过最小化干扰因素（如压力相关变量）来增强实验结果的生物学有效性和可重复性（Mellen and MacPhee, 2001；Newberry, 1995）。尽管多次呼吁在鱼类研究中标准化丰富化实践（Brydges and Braithwaite, 2009；N?slund and Johnsson, 2016），但其实施经常受到后勤和财务限制（Lidster et al., 2017）。物理结构可以通过减轻慢性应激反应来缓解圈养鱼类的生理和心理压力，这体现在丰富化斑马鱼的皮质醇水平降低和氧化损伤减少（Marcon et al., 2018）。具体来说，结构复杂性减少了对抗性行为并调节了能量消耗，尽管这些效应在不同物种和生命阶段的方向和程度上有所差异（N?slund and Johnsson, 2016）。此外，顶部遮荫和庇护结构可以缓解强烈照明的有害影响，因为过度照明已知会导致压力甚至死亡（Boeuf and Le Bail, 1999），同时提供急性压力后的恢复区域。物理丰富化通过多种机制减少攻击性、减弱应激反应并促进鱼类生长，其中发育敏感期对其效果起着关键作用（Zhang et al., 2023b）。尽管许多鱼类物种明显偏好丰富的微栖息地，但对其对特定庇护配置和视觉特征的精确理解仍需要进一步的研究。

**硬骨鱼类的环境偏好**
硬骨鱼类的环境偏好受发育阶段的影响，在整个生命过程中表现出不同的反应。斑马鱼（Danio rerio）的幼体在孵化后24小时内表现出对包含不同形状和颜色物体的结构复杂环境的明显偏好，尽管最初的恐惧感会暂时抵消这种吸引力，直到感觉成熟（Gatto et al., 2025）。在大西洋鲑鱼（Salmo salar）中，结构丰富化的行为相关性具有发育阶段性：无论饲养环境如何复杂，幼鱼都能表现出相似的探索行为；而缺乏结构刺激的鱼苗则表现出更高的恐惧感和降低的探索驱动力，表明只有在达到特定的发育阈值后丰富化才变得至关重要（Alnes et al., 2021）。在预蜕皮后期，丰富化进一步带来了可测量的福利益处，包括皮质醇水平降低、庇护寻求增强以及鳍部损伤减少（N?slund et al., 2013），这强化了每个生命阶段都需要根据其自然历史和行为特征进行定制环境设计的原则（N?slund and Johnsson, 2016）。相反，大鳍长须鲶鱼（Mystus macropterus）的背景颜色偏好在0+、1+和2+年生命阶段保持一致，表明对黑色和蓝色基质的稳定选择挑战了视觉偏好会随年龄变化的假设（Xiang et al., 2025）。这些结果共同表明，发育阶段是栖息地偏好的基本调节因素，结构复杂性需求在早期生命阶段出现，而某些栖息地线索在不同生命阶段保持不变，因此需要基于证据的、针对生命阶段的福利评估。

海洋鱼（Oryzias melastigma）因其体型小、世代周期短、每日产卵、胚胎透明、性别二态以及实验室维护容易（Kim et al., 2016）以及广泛的盐度和温度耐受性（Chen et al., 2019），已成为河口和海洋生态毒理学的理想模型。最近的生理和转录组研究进一步证实了其作为广盐性模型的实用性，展示了在不同盐度梯度下渗透调节和应激反应的复杂分子机制（Horie and Takahashi, 2021；Liang et al., 2021；Liu et al., 2025）。在过去十年中，该物种被广泛用于评估各种环境压力源（包括缺氧和化学污染物）对生理和生殖健康的影响（Chen et al., 2022；Lai et al., 2021）。补充生理证据，最近的行为研究表明，污染物暴露会扰乱海洋鱼的焦虑、群集行为和攻击性，而化学和视觉线索会调节其对社交隔离的应激反应（Zhou et al., 2021；Lebel et al., 2024）。尽管该物种在实验室中的使用日益增多，并且有明确证据表明水质、温度和光周期深刻影响其进食、压力耐受性和生理状态（Bo et al., 2022；Lu et al., 2023；Xu et al., 2024），但针对海洋鱼的针对性饲养方案仍然明显不足。此外，该物种的行为发育高度动态，从幼体到幼鱼的进食和运动能力发生显著变化（Chen et al., 2020）。然而，仍存在三个关键的知识空白：首先，没有研究系统地量化过海洋鱼在受控选择试验条件下的微栖息地偏好（视觉、结构和流体力学）；其次，特定庇护配置和物理结构在缓解该物种种内攻击性方面的有效性尚未得到验证；第三，尚未通过实证检查幼体和成体阶段之间栖息地选择和行为特征的变化。鉴于发育阶段对鱼类丰富化效果有重要影响（Zhang et al., 2025a），在开发基于证据的饲养方案之前，解决这些空白至关重要。本研究通过三次独立的选择试验来探究对环境复杂性（物理结构和水流）、庇护配置和视觉线索的反应。我们假设幼体（40天大）和成体（90天大）的栖息地偏好和攻击性水平会有所不同，两组都会对环境复杂性、庇护配置和视觉线索表现出特定阶段的反应。阐明这些与年龄相关的偏好将为基于证据的饲养提供信息，从而优化行为结果和实验有效性。

**实验动物**
本研究中使用鱼类作为模型生物。为了研究栖息地偏好的发育差异，将鱼分为两个年龄组：120条幼鱼（孵化后40天，平均体重0.103 ± 0.016克，平均体长22.2 ± 1.93毫米；平均值±标准差）和120条成鱼（孵化后90天，平均体重0.419 ± 0.162克，平均体长33.4 ± 5.44毫米；平均值±标准差）。将40天大的鱼分类为幼鱼，90天大的鱼分类为成鱼的依据是……

**结果**
初步分析确认，记录时间（时间）对任何行为测量指标均无显著影响（所有P > 0.05；似然比测试）；因此，所有五个阶段的数据被合并用于主要分析。

**讨论**
植物颜色偏好实验表明，发育阶段而非植物的具体颜色是鱼类空间利用的主要驱动因素。幼体在所有植物颜色不同的区域中表现出更高的访问频率，反映了早期生命阶段特有的自然探索驱动力和较低的恐惧感（Prentice et al., 2025）。植物颜色或阶段×区域交互作用的主效应不显著……

**结论**
本研究提供了实证证据，证明年龄（40天 vs. 90天大）显著影响海洋鱼的栖息地偏好和行为特征，且这种影响与形态学规模无关。然而，我们承认我们的设计仅包含两个年龄点，需要进一步的研究来确认更广泛的发育模式。我们的发现挑战了高访问频率等同于环境偏好的传统假设……

**伦理说明**
整个实验在汕头大学实验室动物使用伦理委员会的监督下进行，获得了编号为202403011的伦理批准。

**作者贡献声明**
张忠刚：写作——审稿与编辑、撰写初稿、验证、监督、资源管理、方法学、资金获取、概念化。
李守军：写作——审稿与编辑、资源管理。
Mohammad Monjezi-Veisi：写作——审稿与编辑、撰写初稿、可视化、软件使用、方法学、数据分析。
杨镇雄：写作——审稿与编辑、资源管理、方法学、概念化。
江成宇：方法学。

**利益冲突声明**
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

**致谢**
本研究得到了广东省汉江口-南鳌岛海域海洋生态系统野外观测与研究站（HNS202503）、国家自然科学基金（42406124）、广东省自然科学基金（2026A1515011647；2024A1515010925）以及广东省南鹏群岛海域海洋生物多样性观测与研究站（2025B1212050002）的支持。

**作者联系方式**
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