一種實(shí)用型蝦虎魚類捕獲裝置的設(shè)計(jì)

黃承勤 韓明明 龍水生 張曉琴 黃順楷 郭昱嵩

摘 要：根據(jù)蝦虎魚類的特殊生物習(xí)性，利用防腐蝕的亞克力塑料材質(zhì)制作一種漏斗式圓臺(tái)蝦虎魚捕獲裝置。該裝置可與傳統(tǒng)的捕捉方式比較具有明顯的高效性、普適性，對(duì)灘涂原生態(tài)環(huán)境的破壞力度較低，而由于亞克力材質(zhì)成本相對(duì)較高，從而導(dǎo)致無法廣泛應(yīng)用于我國東南沿海的漁業(yè)生產(chǎn)中來，僅適應(yīng)于無經(jīng)驗(yàn)的科研工作者科研樣本采集，很好地限制了蝦虎魚類的捕捉數(shù)量，保護(hù)了野生蝦虎魚類種質(zhì)資源不被過渡捕捉，維護(hù)了海陸交界處的灘涂、河口和紅樹林等生態(tài)系統(tǒng)平衡。

關(guān)鍵詞：蝦虎魚；捕獲；漏斗式；圓臺(tái)型

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.24.091

蝦虎魚類是蝦虎魚亞目所有魚類物種的統(tǒng)稱，營穴居或常隱藏于石縫等隱蔽處，是鱸形目魚類中一類具有相同習(xí)性小型魚類，也是該目最大的一個(gè)分類群，包括蝦虎魚科（Gobiidae）、溪鱧科（Rhyacichthyidae）、沙塘鱧科（Odontobutidae）、塘鱧科（Eleotridae）、蠕鱧科（Microdesmidae）、鰭塘鱧科（Ptereleotridae）、沙鱧科（Kraemeriidae）、峽塘鱧科（Xenisthmidae）、辛氏微體魚科（Schindleriidae）共9科，其中又以蝦虎魚科占絕大部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球共有蝦虎魚類約兩千余種，分屬于9科270屬，而中國存在9科106屬307種。蝦虎魚類適應(yīng)能力非常強(qiáng)，遍布于各類水域，如湖泊、水庫、溪流、江河等淡水水域和海洋生態(tài)系統(tǒng)等，尤其以咸淡水交匯處的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)分布居多。

紅樹林生態(tài)系統(tǒng)是近岸蝦虎魚類的主要覓食、產(chǎn)卵、育幼、棲息場(chǎng)所。湛江擁有全國41.4%的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)，具有豐富的蝦虎魚類資源。蝦虎魚類大多數(shù)以浮游動(dòng)物（如枝角類）為食，也同時(shí)作為許多紅樹林魚類的天然餌料，促進(jìn)了整個(gè)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)功能?？v橫交錯(cuò)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)蘊(yùn)育了復(fù)雜多樣的蝦虎魚類，種類繁多的蝦虎魚類具有極高的相似度，DNA條形碼技術(shù)從遺傳基礎(chǔ)上很好地解決了相似物種難以界定問題，通過分析采集的各種蝦虎魚類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系可進(jìn)一步確認(rèn)分子技術(shù)在物種快速分類的可靠性。

而由于復(fù)雜多樣的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加之適應(yīng)能力較強(qiáng)、活動(dòng)范圍較大、特殊的隱居生態(tài)習(xí)性等原因造成了蝦虎魚類捕捉難度大、逃逸率高、科研采樣缺乏隨機(jī)性等問題。正確的采樣技術(shù)是保證科研實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的基本條件。合理的采樣技術(shù)包括采樣季節(jié)、采樣地點(diǎn)、采樣點(diǎn)的布設(shè)到采樣工作、采樣方法的選擇等多方面，尤其以采樣方法中采樣工具的選擇更為重要，設(shè)計(jì)合理的采樣工具直接關(guān)系到試驗(yàn)樣本的生物學(xué)可靠性。鑒于蝦虎魚類的繁殖方式以及蝦虎魚類早期發(fā)育階段生態(tài)習(xí)性和棲息生境的多樣性，針對(duì)蝦虎魚類的采樣，必須設(shè)計(jì)符合蝦虎魚類特殊生態(tài)習(xí)性的捕捉裝置。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的蝦虎魚捕捉裝置將使得蝦虎魚類的采樣技術(shù)更加定量化、綜合化和自動(dòng)化。

1 設(shè)計(jì)原理

利用蝦虎魚類的生境隱蔽習(xí)性，設(shè)計(jì)漏斗式圓臺(tái)型捕捉裝置。退潮后將其投放并固定于潮溝紅樹林根部，水陸兩棲的蝦虎魚類退潮后會(huì)爬到灘涂覓食，當(dāng)遭遇天敵（如蟹類、鳥類）捕食時(shí)迅速隱蔽至就近洞穴或石縫。當(dāng)蝦虎魚類鉆入圓臺(tái)型裝置頂部的孔隙后順沿著漏斗式內(nèi)容器墜入底部，從而無法原路返回。裝置底板設(shè)置一扇形旋轉(zhuǎn)開口，采集的蝦虎魚類從此開口倒出進(jìn)行收集。

2 模型制作

利用亞克力材料一體合成漏斗式圓臺(tái)蝦虎魚捕獲裝置（圖1），亞克力材料的透明特性易與灘涂淤泥相映襯，而不引起蝦虎魚類的警惕。

3 新型蝦虎魚捕獲裝置與傳統(tǒng)捕獲方式的比較

紅樹林區(qū)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)很難對(duì)蝦虎魚類進(jìn)行直接捕撈，合理的采樣方式能解決科研材料難獲取之需。漏斗式圓臺(tái)型捕捉器能根據(jù)蝦虎魚類隱蔽習(xí)性有效將其捕獲，可根據(jù)科研需要布設(shè)采樣點(diǎn)，進(jìn)行劃區(qū)域、定量采集蝦虎魚類供各研究機(jī)構(gòu)科學(xué)研究之用。但由于采用塑化亞克力材料制作，生產(chǎn)成本相對(duì)較高，不適合大規(guī)模投入漁業(yè)生產(chǎn)，僅供科研材料定點(diǎn)、定量捕集之需，可與生物科技公司進(jìn)行合作，應(yīng)用到高?；蛳嚓P(guān)機(jī)構(gòu)教育教學(xué)采樣或科研工作中。

與其他采集方式相比，直接撈取法對(duì)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)造成極大的破壞，易導(dǎo)致灘涂生物棲息地受損，藥捕法對(duì)灘涂生物更是毀滅性的災(zāi)害。漏斗式圓臺(tái)型捕獲裝置能高效、可控、定時(shí)、定點(diǎn)采集蝦虎魚類，可準(zhǔn)確反映紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的野生蝦虎魚資源現(xiàn)狀，估算其群體數(shù)量，推算資源補(bǔ)充量。采集的蝦虎魚類由于形態(tài)結(jié)構(gòu)極為相似，在形態(tài)學(xué)鑒定基礎(chǔ)上利用DNA條形碼技術(shù)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確分類，并通過分子系統(tǒng)學(xué)驗(yàn)證分類的可靠性，分析各類蝦虎魚的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系。

4 漏斗式圓臺(tái)蝦虎魚捕獲裝置的應(yīng)用

利用了蝦虎魚類的趨觸性、隱居性設(shè)計(jì)漏斗式圓臺(tái)型捕捉裝置，自動(dòng)、隨機(jī)、定點(diǎn)采集蝦虎魚類樣本供科研取材，利用形態(tài)分類系統(tǒng)結(jié)合DNA條形碼技術(shù)對(duì)難以辨別的蝦虎魚類進(jìn)行準(zhǔn)確界定。

設(shè)置漏斗式圓臺(tái)蝦虎魚捕獲裝置定時(shí)定點(diǎn)投放于雷州半島主要紅樹林區(qū)隨機(jī)、自動(dòng)捕獲各種隱居的蝦虎魚類，從而估算各大紅樹林區(qū)蝦虎魚類的繁殖群體數(shù)量和資源補(bǔ)給量，并利用DNA條形碼技術(shù)對(duì)捕獲的各類蝦虎魚類進(jìn)行分子鑒定，利用獲取的條形碼基因COI進(jìn)行分子標(biāo)記，分析捕獲的各類形態(tài)結(jié)構(gòu)極為相似的蝦虎魚類系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，利用生物信息學(xué)軟件對(duì)其進(jìn)化年代進(jìn)行推演，掌握雷州半島主要紅樹林區(qū)蝦虎魚類資源現(xiàn)狀，從而為雷州半島紅樹林保護(hù)區(qū)的蝦虎魚類資源補(bǔ)給和生態(tài)系統(tǒng)平衡提供切實(shí)可行的理論依據(jù)。

利用蝦虎魚類在退潮后具有趨觸性和隱居等特性設(shè)計(jì)漏斗形圓臺(tái)捕獲裝置，用尼龍繩固定于灌木類紅樹根部，數(shù)小時(shí)后，由于蝦虎魚類躲避鳥類、蟹類等捕食而被人工魚巢（漏斗式圓臺(tái)捕獲裝置），進(jìn)行周年采集蝦虎魚類樣本后，先根據(jù)《南海魚類志》、《中國魚類檢索系統(tǒng)》進(jìn)行形態(tài)分類，對(duì)于鑒定到種的蝦虎魚類利用分子生物學(xué)技術(shù)提取各蝦虎魚類基因組DNA，通過PCR擴(kuò)增獲得線粒體COI基因進(jìn)行物種確認(rèn)，對(duì)于鑒定無誤的蝦虎魚類，以COI基因?yàn)榉肿訕?biāo)記進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析，分析各物種之間的親緣關(guān)系、遺傳距離、基因交流情況、群體分化情況等等。設(shè)計(jì)合理的采樣工具是后期科學(xué)研究的保障，該捕捉裝置也可供其他蝦虎魚類研究采樣之用。

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