张 宇 ,赵盛龙 ,张振伟 ,3
(1.浙江海洋学院海洋科学学院,浙江舟山 316004;2.上海海洋大学水产与生命学院,上海 201306;3.第二军医大学基础部,上海 201300)
真蛸Octopus vulgaris,隶属于软体动物门、头足纲、八腕目,在我国南北沿岸都有分布,尤以舟山以南的海域见多,为我国近岸重要的经济头足类之一[1]。近年来由于外销市场逐步走俏,原料价格不断攀升,一方面促使了自然资源的加剧开发,同时也刺激了人工增养殖的热潮[2]。
与其它海水养殖的种类一样,突破人工增养殖的关键是解决真蛸苗源问题[3]。我国对蛸类繁殖学的研究起步较晚[4],报道较少,如张学舒[5]报道过短蛸的繁殖行为和胚胎发育研究;林岳夫[6]报道过真蛸人工育苗的某些技术研究。杜佳垠[7]曾介绍过葡萄牙波尔图大学Vaz-Pi-res等对孵化后的真蛸幼体不同饵料的投喂效果对比,尽管“用多刺蜘蛛蟹蚤状幼体和卤虫作为饵料投喂,其20日龄的成活率可高达89.6%~93.5%”,但“60日龄转入底栖前的成活率仅为3.4%”,因而“从蛸卵到稚蛸人工繁育仅于室内实验”。
本研究旨在通过对真蛸在人工饲养的情况下,就产卵前卵巢及性腺的发育以及产卵后的胚胎发育过程进行观察分析,总结真蛸繁殖的一般规律,为今后开展规模化人工育苗提供基础依据。
亲体共分4批,第一批选自2007年3-4月,由嵊山岛周围海域“石吸”笼捕获,先后共收购1 368尾,个体大小较杂,先后解剖84尾,选取规格为372~1 754 g不等,以425~618 g占多数。后3批分别为2007年 12 月 4日、2007年 12 月 19日、2008年 1 月 7日,捕自东海北部海域(122°56′E、30°25′N),累计抽样150尾,规格为232~2 880 g,分3次解剖,每次50尾。
按亲体规格,选取实验个体规格梯度,解剖、观察性腺。记录体重、性腺重,并取部分性腺制成简易装片,分别在解剖镜和显微镜下观察其性腺发育程度。其中第一批84尾实验标本,是在人工规模化暂养条件下,产卵前陆续解剖。后3批均为自然捕捞的野生群体,现场解剖称重后,带回实验室观察分析。
定时、定点采集、镜检胚胎发育过程中的卵块,记录胚胎发育全过程。
真蛸为雌雄异体,但在外形上却很难区分。习惯中判断,雌性的胴体部相对较胖圆,在暂养殖过程中激烈运动较少,而雄性则相反。
雄性性腺呈乳白色,解剖镜下观察为云雾状(图1-a),高倍显微镜下涂片观察呈极细的针杆状。雌性性腺视发育阶段不同,由乳白色至略带黄色,在普通解剖镜下呈现清晰的米粒状(图1-b)。
在自然海区,真蛸的雌雄性比大致接近1∶1。从随机抽样的情况分析,采于2007年12月4日的50尾样本雌雄性比接近 1∶1,同月 19 日的样本性比为 1∶2.57,2008 年 1 月 7日的样本为1∶1.08。其中19日样本雄性比例高的原因可能与产卵有关。据相关文献记载[1],真蛸在浙江北部有5月及12月两个产卵期,从研究对卵的镜检情况看也证实12月中旬前后确有一个产卵小高峰,由于在产卵季节,雌性真蛸有穴居护卵行为,常隐蔽于孵卵地护卵,停止摄食,因此不易捕获。
图1 雌雄真蛸性腺解剖Fig.1 The anatomical gonad of male and female Octopus vulgaris
表1 150尾真蛸雌雄性比Tab.1 The sex ratio of 150 individual Octopus vulgaris
对2007年12月4至2008年1月7日150尾真蛸解剖的情况分析,发现雌性真蛸卵巢重与体重之比,至少在429 g以上个体没有明显的正比关系。这一现象是否由真蛸性腺分批成熟及分批产卵引起,有待进一步研究。
真蛸的卵呈长米粒状,长度在1.5 mm左右,一端较圆胖,另一端稍细长而尖,有一类似的“尾”。不同发育时期的卵细胞大小无明显变化,但在卵巢的大小(与体重之比)、卵巢细胞组织状态、卵细胞颜色以及形态上有较大差异,可大致划分为发育期、成熟期和临产期等3个阶段。
处于发育时期的卵细胞,其整个卵巢占体重比例一般都在2%以下,在解剖镜下观察,卵细胞乳白色不透明,内质坚硬,成串状,相互粘连紧密,不易用解剖针分开(图3-a)。
成熟期的卵巢开始逐渐透明,内质变软,“尾”变细长,卵串内卵细胞间的粘连疏松,易分离。卵巢乳白色,占体重的比例提升至2%~5%之间 (图3-b)。
临产期的卵细胞呈乳黄色,透明或半透明,外观逐渐圆胖,“尾”部收缩,卵索、卵柄明显。卵细胞之间的粘连更疏松,卵巢膜刺破后卵细胞会少量外溢,卵巢外观乳黄色,重量也明显增加,占体重的比例通常在5%以上(图3-c)。
图2 不同期雌性真蛸性腺重与体重比Fig.2 The gonad and body weight ratio of different female Octopus vulgaris
图3 不同时期卵细胞外形Fig.3 The figure of egg-cell in different period
由于条件所限,研究未观察到真蛸的交配场面。据报道[2],真蛸的交配一般都发生在夜间,交配时真蛸雌雄个体相对静止,雄体伏雌体上方或侧上方将茎化腕插入雌蛸外套腔送入精子。交配后不久,雌蛸即开始产卵。产卵的基质多为岩缝、石块下以及竹筒(人工投放的附着基)等池内的隐蔽处,产卵后的雌体大多守在卵块附近,时而用长腕拨弄卵块,时而用漏斗向卵块喷水,既不外出活动,也很少甚至不摄食。
通过镜检跟踪观察,根据卵黄、胚盘、眼点以及胚腕的变化,整个胚胎发育过程可明显分为卵裂初期、红珠期、黑珠期及出膜等4个期。
2.5.1 卵裂初期
刚产出的卵为长椭圆形,卵黄明显,整体呈淡乳黄色。卵膜在动物极一端隆起,末端呈一线管状的卵柄,连于卵索。300~500粒卵由一卵索组成串状,一个卵块通常有200~300串。卵索黑褐色,由若干条更细的“管”组成,卵索的末端为一“根状”的附着器,以此附着在基质上(图4)。
2.5.2 “红珠”期
随着胚胎发育的继续,卵黄逐渐缩小,胚盘与卵黄间的介质面逐渐向受精卵游离端推移。胚盘经过原肠作用形成胚体,此后,靠近卵子固着端的一端形成较大的头部并出现2条短小眼柄,相对的一端分成8叶,最后分化成腕(图5)。这时肉眼可分辨出胚胎的轮廓。眼柄前端内陷形成红色的眼点,8条腕芽抵在头端。胴体短小,颜色较淡。营养卵黄发育形成外卵黄囊,与胚体相连但未包含在胚体内,位置处在整个卵子的游离端,大小约占卵子的1/2~3/5。因为在胚胎发育过程中出现红色的眼,将这时的胚胎称之为“红珠”。试验中,从最早发现亲体产卵到最早出现“红珠”大约经过15 d。
图4 卵裂初期卵细胞结构Fig.4 The cell structure of oocyte in primary cleavage stage
图5 胚胎发育中的“红珠”期Fig.5 "Red bead"period
2.5.3 “黑珠”期
继“红珠”期后,胚胎表面的色素沉积开始加快,先是眼睛变为黑褐色,后在胴体、头部、触腕的背面出现能随光照强弱而改变深浅的褐色斑点,胴体部也显著增大,肉眼可见心跳和胴体缩动。8条腕呈蜷缩状围抱外卵黄囊,同时出现腕吸盘。随着胚胎发育,外卵黄囊被进一步吸收、浓缩,其体积约占整个卵子的1/4~1/3(图6)。在常温下,自产卵到最早发现“黑珠”约需20 d左右。
图6 “黑珠期”Fig.6 "Black bead"period
2.5.4 出膜期
此期胴体的长度进一步增加,色素随光线变化速度更快,最主要的标志是外卵黄囊进一步缩小,幼蛸体态已经完全形成,并占据了整个卵腔。此时,卵膜更加透明,受到外界刺激后,幼体极易破膜而出。膜内幼蛸胴体运动剧烈,游离端卵膜出现裂缝,胴体部首先出膜,出膜后胴体持续的剧烈运动,带动头部和腕部随之出膜(图7)。出膜后,有的幼蛸将外卵黄囊留在膜内,也有部分幼蛸还带有外卵黄囊,其中原因有待于进一步研究。刚孵出的幼体个体大小与卵膜相近,具强趋光性,游动缓慢,使其刺激受惊后有喷墨现象(图8)。从亲体产卵到幼体孵出大约需要32 d。
图7 出膜期Fig.7 Hatchingstage
舟山海域的真蛸有2个明显的“汛期”,分别在4月中旬和9月下旬,这与真蛸的性成熟周期、繁殖季节有关[1]。每年3月以后,当地海水温度开始回升,真蛸的性腺也开始发育,为满足营养需求,外出捕食的概率也随之增加,同时由于性腺的生长快于个体的生长,渔获产量逐渐提升,从而形成4月中旬前后的“鱼汛”。5月以后一部分个体开始定居产卵,产量降低,一部分个体由于性腺比重过大,加工出成率、肉质等均明显下降。9月下旬的汛期与此同理。但比较2个汛期,上半年的汛期相对集中,下半年的汛期相对分散,有时可延至12月底,这可能与此期水温偏低,个体间性腺发育速度出现差异有关。了解真蛸的这一性成熟周期规律,对研究其捕捞技术、资源保护对策都有直接的指导意义。
真蛸为体内受精,依靠自身所带的卵黄,在体外直接发育。但受精卵并不分散,而是各卵通过突起的“卵柄”,交结成“卵索”,汇集成串状,再以“根”附着在一定的基质上。这种形式及结构除蛸类外在一般动物的发生过程中实属罕见。张学舒[2]曾于2002年报道过短蛸的类似繁殖行为和胚胎发生,但未提及卵柄、卵索及“根系”在孵化过程中的作用或功能。本研究曾将部分卵串拆散后放入一小环境中孵化,但均告失败,究其原因可能与缺少卵索及“根系”不无关系。这方面有待补充研究。
据张学舒[5]报道,短蛸在有亲蛸看护下的孵化率远高于无亲蛸看护下的孵化率,在试验中,真蛸也有此现象。亲蛸在看护中会经常用腕轻轻拨弄孵化中的卵串,可能在除去脏物和坏卵、死卵,或在“翻动”,还不时用漏斗向卵串“喷水”。而无亲蛸看护的卵串尽管有人工充气、换水,但缺少类似本能的“哺育过程”,造成孵化率下降。此外,在研究生态育苗试验中还发现两种情况,一是难免混杂些雄性个体,这些雄性个体会不断干扰正在孵卵的亲蛸,一些个体较小或体力不支的亲蛸也会选择逃遁,结果所有的卵串一下子被抢食光。其次是产卵及孵卵的不同步,亲蛸间也会发生互相残食。因此,在人工育苗时应尽量提供隐蔽的附着基,有条件的情况下最好实行单独或隔离式育苗,以保证孵化过程中的安全,从而提高孵化率。
[1]董正之.中国动物志,软件动物门,头足纲[M].北京:科学出版社,1988:31-32.
[2]吕国敏,吴进锋,陈利雄.我国头足类增养殖研究现状及开发前景[J].南方水产,2007,3(3):61-66.
[3]林志祥,郑小东,苏永全,等.蛸类养殖生物学研究现状及展望[J].厦门大学学报:自然科学版,2006,45(增2):213-218.
[4]廖永岩,高凤英,张聚杰.中国产章鱼的研究和增养殖[J].水产养殖,2006,27(5):12-15.
[5]张学舒.人工环境中短蛸的繁殖行为和胚胎发生[J].浙江海洋学院学报:自然科学版,2002,21(3):220-224.
[6]林岳夫.我国真蛸规模化人工育苗技术首获突破[J].海洋信息,2007(2):32.
[7]杜佳垠.水产养殖新品种—真蛸[J].河北渔业,2005(3):13-14.