台湾品系黄缘盒龟的繁殖生物学

2020-12-26 09:40:48
关键词:泄殖腔生殖系统交配

(上海海洋大学海洋生态与环境学院,上海 201306)

黄缘盒龟Cistolemmys flavomarginata 隶属于爬行纲、龟鳖目、淡水龟科、盒龟属,又名黄缘闭壳龟,俗名夹板龟、断板龟,为亚洲特有的物种。该龟分布于中国的安徽、江苏、上海、浙江、河南、湖北、湖南、福建、广东、香港、台湾等中南部山区,国外主要分布于日本的九州岛等地[1]。由于不同地区的黄缘盒龟形态有一定的差异,因此一些从业人员按地域分布将其分为两大亚种:即分布我国台湾省的Cistoclemmys flavomarginata flavomarginata 亚种和分布于我国大陆的Cistoclemmys flavomarginatasinensis 亚种[2]。黄缘盒龟在安徽被称为安缘,分布主要限于皖南和大别山区以及丘陵地带[3]。分布于我国台湾地区的黄缘盒龟一般被称作台缘,即台湾品系。中国大陆品系与台湾品系的黄缘盒龟在体型、头型、颜色以及纹路等方面存在一定差异。国内对于黄缘盒龟的研究主要集中在资源现状[1,4-7]、生物学与形态学特征[8-13]以及人工养殖[14-22]等方面,对于繁殖生物学的研究还比较缺乏,只有陆剑林等[23]、黄斌等[24]对黄缘盒龟的繁殖生物学有过报道,对于台湾品系黄缘盒龟的繁殖生物学研究还鲜有报道。黄缘盒龟被誉为动物“活化石”,是亚洲特有的龟类[25],具有极高的食用价值、药用价值和观赏价值。本研究旨在阐明台湾品系黄缘盒龟的繁殖生物学特征,探究台湾品系黄缘盒龟与大陆品系黄缘盒龟在繁殖生物学方面的差异,对于黄缘盒龟亚种的划分、繁殖和生物多样性的保护具有重要意义。

1 材料与方法

繁殖行为观察实验于2017 年4-10 月(非冬眠期)在上海青浦的养殖场进行,形态解剖实验、观察和绘图于2018 年6-8 月在学校实验室进行。繁殖行为于2017 年4 月产卵前和9 月产卵后各连续录像和现场观测记录1 周,根据该龟的活动规律,现场观测记录时间在每天的06:00-09:00 和17:00-19:00,观察记录雌雄龟的交配过程,根据观测记录和录像,分析总结台湾品系黄缘盒龟的交配行为。

实验室解剖实验选取因病死亡后冰冻保存的标本,雌雄各选择1 只,解剖时从颈部背甲腹侧与皮肤连接处沿着一个方向(顺时针或逆时针)依次剪开。由于甲桥位置比较坚硬,缝隙较严密,需用骨钳用力剪开。依次剪断脊椎、四肢和尾部与背甲连接的部分以及内脏与背甲腹侧的连接系膜,使背甲可以完全分离。去掉背甲,暴露黄缘盒龟的内部器官,测量生殖系统的形态参数,并用相机拍照记录,根据拍摄的照片绘制生殖系统结构图,绘图用碳素笔在硫酸纸上进行。

2 结果与分析

2.1 台湾品系黄缘盒龟雌性生殖系统

台湾品系黄缘盒龟雌性的生殖系统由泄殖腔、输卵管、卵巢、阴蒂等器官构成,见图1。

图1 台湾品系黄缘盒龟雌性生殖系统Fig.1 Taiwanese line C.flavomarginata female reproductive system

2.1.1 泄殖腔

泄殖腔为龟鳖目的排泄与生殖通道,是由肌性外壁围成的腔隙[26]。雌性台湾品系黄缘盒龟的泄殖腔近腹腔一侧有开口分别与直肠、膀胱、输卵管相通。在解剖实验中发现,雌性台湾品系黄缘盒龟的泄殖腔内壁腹面有两条平行的生殖脊,一端发于阴蒂,一端通与输卵管。连于输卵管一端较粗壮,连于阴蒂一端较细颜色也较淡,长度约为25 mm。

2.1.2 输卵管

台湾品系黄缘盒龟的两条输卵管位于体腔的后方,一端与泄殖腔相连,开口于泄殖腔内腹腔一侧,一端为喇叭状的开口,开口于体腔。输卵管喇叭口一端颜色为较浅的肉红色,弯曲折叠由带黑色纹路的输卵管系膜相牵连,拉伸后长度约占输卵管总长度的4/5。与泄殖腔相连的一端颜色为较深的红褐色或黑红色,长度约为整个输卵管长度的1/5,管径比喇叭口一端要宽且管壁更厚。例如一只体质量为370 g 的雌龟,左侧输卵管长为143 mm,右侧输卵管长为145 mm。输卵管平均管径为6.5 mm,喇叭口一端平均管径为6 mm,靠近泄殖腔一端平均管径为7 mm。

2.1.3 卵巢

卵巢位于输卵管的基部,呈团絮状,为肉粉色,由黑色的系膜连于体腔背甲一侧并与输卵管相连。卵巢中有不同发育时期的卵粒,呈黄白色,外有卵膜包裹。卵巢中亦有簇状未脱离卵泡囊的小型卵粒,数量繁多。卵巢中部有管路分布,通与卵泡囊。例如解剖的一只体质量为470 g 的雌龟,卵巢中分布着大小不等的卵粒,卵径约为1.5~2 mm。

2.1.4 阴蒂

应为雌性黄缘盒龟的交接器,位于泄殖腔腹面底端,呈黑色“U”型对称簇状突起,宽为5~7 mm,由生殖脊通与输卵管。

2.2 台湾品系黄缘盒龟雄性生殖系统

台湾品系黄缘盒龟的雄性生殖系统主要由泄殖腔、睾丸、附睾、输精管和阴茎等器官组成,见图2、3。

图2 台湾品系黄缘盒龟的雄性生殖系统背面观Fig.2 Dorsal view of the male reproductive system of the Taiwanese line C.flavomarginata

图3 台湾品系黄缘盒龟的雄性生殖系统腹面观Fig.3 Ventral view of the male reproductive system of the Taiwanese line C.flavomarginata

2.2.1 泄殖腔

雄性台湾品系黄缘盒龟的泄殖腔与雌性一样,亦为排泄与生殖通道。不同的是雄性泄殖腔腹面很大一部分由阴茎构成,是泄殖腔壁的组成部分。

2.2.2 睾丸

睾丸,即为黄缘盒龟的精巢,有生产精子和分泌雄性激素的功能。位于雄性台湾品系黄缘盒龟泄殖腔腹腔一端外顶部位置,为蓝紫色的偏椭球状体,呈对称分布。由系膜与肾脏与附睾相连,中有管道通向附睾。实验中解剖1 只580 g 的雄龟,其睾丸呈紫黑色,为饱满的椭球形,直径约为8 mm。

2.2.3 附睾

位于睾丸后端的紫黑色球体,由系膜连于睾丸,并有管道相通。附睾具有贮存精子的功能,由睾丸新生的精子经过附睾后发育成熟,并具有活性产生运动能力。例如解剖的1 只雄龟的附睾直径约7 mm,颜色为紫黑色。

2.2.4 输精管

输精管为附睾基部延伸而出的2 条管子,通与泄殖腔腹腔一端,并与阴茎沟相连,汇合与阴茎沟,是输送精子的管路。

2.2.5 阴茎

阴茎是雄性黄缘盒龟的交接器,位于泄殖腔的腹面,是泄殖腔腹面的组成部分[26]。背面呈浅黑色,基部约1/5 处向背甲一面腹腔折叠。尾部为黑色膨大呈伞状的龟头,阴茎长度约为泄殖腔长度的1.2~1.5 倍。腹面横剖面呈“U”形,中部为槽状,即为阴茎沟,两边为两条海绵体,向槽状中部微卷,富有弹性。阴茎沟一端与输精管相连一端通于龟头。龟头腹面尾端为呈“双V”状乳突,之间有凹槽,呈对称分布。阴茎背面靠近龟头一端有两条牵引肌,连于背甲腹部胸椎,起到牵引龟头收缩的作用。例如解剖的一只雄龟的阴茎长为60 mm,泄殖腔长为46 mm,阴茎长度与泄殖腔长度之比为1.3。

2.3 求偶交配行为

在实际观察之中发现,台湾品系黄缘盒龟在上海地区人工养殖条件下,活动期在4 月中旬至10 月下旬,冬眠期为10 月下旬至次年4 月中旬,繁殖产卵期为4 月下旬末至7 月下旬中期,除了冬眠期以外的其它月份均有求偶交配行为,但主要在4 月下旬和8 月至10 月下旬,交配时间多集中在早晨和傍晚,早晨大约发生在06:00-09:00,傍晚大约为17:00-19:00。根据观察显示,在交配之前雄龟具有显著的发情行为,即求偶表现,雌性的发情行为并不显著。这表明雄性台湾品系黄缘盒龟在求偶交配过程中占主导地位,而雌性呈现被动的状态。雄性台湾品系黄缘盒龟的求偶行为主要表现在接近雌性、追逐或环绕、堵截去路、对峙、触咬、爬背和争偶等行为,而雌性多表现为逃跑、反抗或服从等行为。

雄性台湾品系黄缘盒龟发情时会寻找并靠近雌龟,跟在雌龟身后爬行,或者快步从侧面绕到雌龟前方挡住其前行路线,这时雌龟会加速逃跑或停止步伐。若雌龟停下来不动便会将头缩入壳内,有时也会将四肢和尾部全部缩入壳内,呈现出完全闭壳的状态,或者头部进行伸缩与雄龟对峙。这时雄龟会于雌龟面前静止或围着雌龟绕圈,然后用喙去触碰雌龟的头部或颈部,并去触咬对方的背甲前缘并留下唾液的痕迹,触咬时往往伴随着晃动颈部的动作。雌龟往往会反抗,将头部调转方向并欲爬走。雄龟会持续撕咬雌龟的甲缘,并尝试爬上雌龟的背部,由于雌龟的晃动往往会滑落下来。如果雌龟既不逃走也不进行反抗,一般表明对交配服从,接下来便会发生交配行为。观察结果显示,在台湾品系黄缘盒龟发情期间,常常会有1~2只雄龟对1 只雌龟进行求偶,有时甚至3 只,或1 只雄性在求偶其余一只在一旁进行干扰。雄龟之间会争夺配偶权而进行对峙或撕咬,时常会发出“嘶嘶声”威慑另一只同性,失败的一方会落荒而逃,胜利的一方继续进行求偶,这就是所谓的争偶现象。

交配时雌龟往往静卧不动,雄龟从雌龟后部爬上雌龟背甲,头部一般呈伸直状态,后肢立于地面,前肢以雌性背甲为支撑,尾部朝腹甲方向前伸,并向雌龟泄殖孔靠拢。由于雌龟的晃动或雄龟身体失衡,雄龟常常从雌龟背部滑落,往往需要尝试数次才能达到稳定姿态。这时愿意交配的雌龟会张开腹甲后缘,伸出尾部,暴露泄殖孔。雄龟将伞状交接器插入雌龟泄殖腔,雌雄龟进入交配状态,交配完成后雄龟和雌龟分开。整个求偶交配过程大约持续20~30 min。

3 讨论

台湾品系黄缘盒龟与大陆产的黄缘盒龟在生殖系统的组成[26]方面是一致的,泄殖腔是消化系统、生殖系统和排泄系统的共同通道,本次解剖中发现,雌性台湾品系黄缘盒龟的泄殖腔内壁腹面有2 条平行的生殖脊,一端连接阴蒂,一端连接输卵管开口处。以往的研究报道[26]中没有发现雌性泄殖腔中的生殖脊结构,故没有文献曾探讨该结构的功能,笔者认为这2 条平行的脊可能起到输送精液的作用,精液在表面张力作用下沿着两条脊引导于输卵管中。在卵的孵化过程中发现,同一窝的2 枚卵中常会有1 枚受精而另1 枚没有受精的现象,这可能与精液从泄殖腔沿生殖脊向一侧输卵管移动时出现异常导致的,因为该生殖脊是开放的结构,容易受到排泄、排遗以及运动等的影响。

在人工养殖条件下,饵料供应充足,黄缘盒龟的产卵时间主要受温度影响。据报道[24],生态养殖条件下,大陆品系(河南信阳地区)的黄缘盒龟产卵时间为5-7 月,一般5 月下旬或6 月上旬开始产卵,7 月下旬产卵结束,6 月下旬至7 月上旬为产卵的高峰期。据观察,台湾品系的黄缘盒龟,在上海地区,产卵期为4-7 月,观测到的最早产卵时间为4 月28 日,最晚产卵时间为7 月25 日,产卵期约3 个月,产卵盛期在5 月10 日至7 月10 日间。台湾品系的黄缘盒龟产卵开始日期和产卵盛期较大陆品系的黄缘盒龟早约1 个月,可能是由于原始产地的纬度不同,温热条件不同,从而导致繁殖习性上存在差异,在温度满足的情况下,即使不在原产地,产卵时间也较早。曾有报道黄缘盒龟的产卵时间为5-9 月[12],产卵期长达4 个月,应该也是受地理位置导致的温度不同所致。黄缘盒龟为变温动物,其生长、发育、繁殖和习性受温度影响较大,也导致不同地理品系的黄缘盒龟在繁殖习性上有一定的差异。

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