曼氏無(wú)針烏賊兩個(gè)地理群體繁殖生物學(xué)比較研究

劉連為，隋宥珍，徐開(kāi)達(dá)，徐曉萱，劉姝含，徐漢祥，周永東*

(1.浙江省海洋水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山 316021；2.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江 舟山 316022)

引 言

曼氏無(wú)針烏賊(Sepiellamaindroni)隸屬于軟體動(dòng)物門(Mollusca)，頭足綱(Cephalopoda)，烏賊目(Sepiida)，烏賊科(Sepiidae)，無(wú)針烏賊屬(Sepiella)，廣泛分布于印度東海岸至西太平洋，在我國(guó)集中分布于浙江近海與閩東海域[1]。上世紀(jì)80年代初期，相關(guān)研究認(rèn)為，浙江近海曼氏無(wú)針烏賊作東南至西北、淺水至深水間短距離洄游，一般分為浙北種群和浙南—閩東種群[2]。春季為曼氏無(wú)針烏賊主要的產(chǎn)卵洄游及生殖季節(jié)，浙北種群自4月由深水區(qū)游向沿岸島礁產(chǎn)卵場(chǎng)，4月下旬至5月上旬先后進(jìn)入大陳島、中街山列島等產(chǎn)卵場(chǎng)；浙南—閩東種群自3月下旬起由外側(cè)深水越冬場(chǎng)先后進(jìn)入閩東各產(chǎn)卵場(chǎng)和南北麂島、洞頭等產(chǎn)卵場(chǎng)[2]。90年代至21世紀(jì)初，作為曾經(jīng)的東海“四大漁產(chǎn)”之一，曼氏無(wú)針烏賊資源急劇衰退[3]。

隨著全人工育苗與增養(yǎng)殖技術(shù)的突破，浙江沿岸持續(xù)開(kāi)展曼氏無(wú)針烏賊規(guī)?；鲋撤帕鳎滟Y源呈現(xiàn)恢復(fù)跡象，有關(guān)人工養(yǎng)殖條件下曼氏無(wú)針烏賊繁殖生物學(xué)研究已經(jīng)開(kāi)展[4-7]。吳常文等[8]基于卵巢成熟系數(shù)、懷卵量及生殖力變化對(duì)浙江近海曼氏無(wú)針烏賊繁殖生物學(xué)特性年際變化進(jìn)行研究，分析認(rèn)為自然海域曼氏無(wú)針烏賊的性腺發(fā)育提前，且生殖期延長(zhǎng)，但不同地理群體繁殖生物學(xué)比較研究未見(jiàn)報(bào)道[9]。本研究以春季浙北漁場(chǎng)與浙南漁場(chǎng)曼氏無(wú)針烏賊為研究對(duì)象，基于纏卵腺指數(shù)與精莢復(fù)合體指數(shù)及其與性腺成熟系數(shù)的關(guān)系分析其繁殖生物學(xué)特性，以期為其規(guī)?；B(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本來(lái)源

樣本來(lái)源于沿岸張網(wǎng)作業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，位于舟山磨盤洋(122°18′～122°18.5′E、29°32′～29°36′N，舟山群體)及溫州洞頭洋(121°11′～121°12′E、27°43′～27°45′N，溫州群體)，于2021年4月大潮水取樣，樣本冷藏運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行生物學(xué)分析。共采集曼氏無(wú)針烏賊舟山群體樣本355只，雌雄個(gè)體數(shù)分別為153只和202只；溫州群體樣本301只，雌雄個(gè)體數(shù)分別為161只和140只。

1.2 生物學(xué)測(cè)定

對(duì)曼氏無(wú)針烏賊的胴長(zhǎng)、體質(zhì)量、性別、性腺發(fā)育程度、卵巢重、纏卵腺長(zhǎng)、纏卵腺重、精巢重、精莢復(fù)合體重等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，長(zhǎng)度測(cè)定精確到1 mm，重量測(cè)定除體質(zhì)量精確到0.1 g外，其余精確到0.01 g。性腺發(fā)育程度劃分為Ⅰ—Ⅵ期，Ⅴ期及以上為性成熟[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用頻度分析法[11]分析樣本胴長(zhǎng)與體質(zhì)量分布，組距分別為10 mm與20 g。

性腺成熟系數(shù)(gonadosomatic index，GSI)：

GSI=GW/BW×100%

(1)

式中，GW為性腺重(g)；BW為體質(zhì)量(g)。

纏卵腺指數(shù)(nidamental gland index，NGI)：

NGI=NGL/DML×100%

(2)

式中，NGL為纏卵腺長(zhǎng)(mm)；DML為胴長(zhǎng)(mm)。

精莢復(fù)合體指數(shù)(spermatophoric complex index，SCI)：

SCI=SCW/BW×100%

(3)

式中，SCW為精莢復(fù)合體重(g)；BW為體質(zhì)量(g)。

利用柯?tīng)柲陕宸颉姑茁宸驒z驗(yàn)(Kolmogorov-Smirnov)不同海域間和不同性別間胴長(zhǎng)和體質(zhì)量分布的差異性及不同性腺成熟度間性腺成熟系數(shù)、纏卵腺指數(shù)與精莢復(fù)合體指數(shù)差異性[12]。χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)(Chi-Square Goodness-of-Fittest)檢驗(yàn)總體、不同性腺成熟度等級(jí)的雌雄比例是否符合1∶1，Pearson相關(guān)系數(shù)(r)分析纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)之間、精莢復(fù)合體指數(shù)與精巢成熟系數(shù)之間的相關(guān)性[13]。

運(yùn)用SPSS Statistics 25軟件完成以上統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，運(yùn)用Microsoft Excel 2010軟件繪圖。

2 結(jié)果

2.1 胴長(zhǎng)與體質(zhì)量

曼氏無(wú)針烏賊兩個(gè)地理群體的胴長(zhǎng)及體質(zhì)量見(jiàn)圖1。

圖1 曼氏無(wú)針烏賊胴長(zhǎng)與體質(zhì)量分布

舟山群體胴長(zhǎng)范圍為29～141 mm，體質(zhì)量范圍為5.1～341.8 g。其中，雌性個(gè)體胴長(zhǎng)平均值為(102.30±23.99)mm，優(yōu)勢(shì)胴長(zhǎng)組為91～130 mm，占樣本總數(shù)的77.78%；體質(zhì)量平均值為(162.56±73.92)g，優(yōu)勢(shì)體質(zhì)量組為120.1～240.0 g，占樣本總數(shù)的63.40%。雄性個(gè)體胴長(zhǎng)平均值為(95.53±20.36)mm，優(yōu)勢(shì)胴長(zhǎng)組為81～120 mm，占樣本總數(shù)的81.68%；體質(zhì)量平均值為(122.10±51.02)g，優(yōu)勢(shì)體質(zhì)量組為80.1～180.0 g，占樣本總數(shù)的73.76%。

溫州群體胴長(zhǎng)范圍為62～147 mm，體質(zhì)量范圍為33.1～350.5 g。其中，雌性個(gè)體胴長(zhǎng)平均值為(105.32±13.50)mm，優(yōu)勢(shì)胴長(zhǎng)組為91～120 mm，占樣本總數(shù)的76.40%；體質(zhì)量平均值為(149.39±49.60)g，優(yōu)勢(shì)體質(zhì)量組為100.1～200.0 g，占樣本總數(shù)的75.16%。雄性個(gè)體胴長(zhǎng)平均值為(97.59±10.51)mm，優(yōu)勢(shì)胴長(zhǎng)組為81～110 mm，占樣本總數(shù)的86.43%；體質(zhì)量平均值為(112.04±31.84)g，優(yōu)勢(shì)體質(zhì)量組為60.1～140.0 g，占樣本總數(shù)的81.43%。

統(tǒng)計(jì)分析表明，兩個(gè)海域雌性個(gè)體間與雄性個(gè)體間體質(zhì)量均差異極顯著(P<0.01)，胴長(zhǎng)均無(wú)顯著性差異(P雌=0.29，P雄=0.08)，雌雄個(gè)體間胴長(zhǎng)和體質(zhì)量均差異極顯著(P<0.01)。

2.2 性比與性腺成熟度

舟山群體雌雄比例為1∶1.32，符合雌雄比1∶1的假設(shè)(χ2=3.62，P=0.06)。雌性個(gè)體性腺成熟度以Ⅴ期為主，占雌性樣本總數(shù)的68.63%，其次為Ⅳ期，占比18.95%，Ⅰ—Ⅲ期分別占比4.58%、5.88%、1.96%；雄性個(gè)體性腺成熟度以Ⅴ期為主，占雄性樣本總數(shù)的65.35%，其次為Ⅳ期，占比23.76%，Ⅰ—Ⅲ期分別占比6.44%、0.99%、1.98%，Ⅵ期占比1.48%。性腺成熟度為Ⅳ期、Ⅴ期時(shí)雌雄比例分別為1∶1.66和1∶1.26，均符合雌雄比1∶1的假設(shè)(χ2=2.63，P=0.11；χ2=1.63，P=0.20)。

溫州群體雌雄比例為1.15∶1，符合雌雄比1∶1的假設(shè)(χ2=0.76，P=0.38)。雌性個(gè)體性腺成熟度以Ⅴ期為主，占雌性樣本總數(shù)的74.53%，其次為Ⅳ期，占比21.12%，Ⅱ期與Ⅲ期分別占比2.49%和1.86%；雄性個(gè)體性腺成熟度以Ⅴ期和Ⅳ期為主，分別占雄性樣本總數(shù)的55.01%和43.57%，Ⅲ期和Ⅱ期均占比0.71%。性腺成熟度為Ⅳ期、Ⅴ期時(shí)時(shí)雌雄比例為1∶1.79和1.56∶1，與雌雄比1∶1的假設(shè)均存在顯著差異性(χ2=4.38，P=0.04；χ2=5.21，P=0.02)。

2.3 纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)

曼氏無(wú)針烏賊舟山群體纏卵腺指數(shù)范圍為23.73%～43.65%，平均值為(35.48±3.93)%；卵巢成熟系數(shù)范圍為0.53%～16.45%，平均值為(9.64±2.81)%。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示，二者密切相關(guān)(r=0.39，P<0.01)。性腺成熟度為Ⅳ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(7.68±2.42)%，纏卵腺指數(shù)平均值為(34.09±3.13)%；Ⅴ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(10.39±2.27)%，纏卵腺指數(shù)平均值為(36.09±3.77)%。性成熟個(gè)體(Ⅴ期)與未成熟個(gè)體(Ⅳ期)卵巢成熟系數(shù)差異極顯著(P<0.01)，纏卵腺指數(shù)差異顯著(P<0.05)。

溫州群體纏卵腺指數(shù)范圍為14.29%～50.00%，平均值為(35.75±5.32)%；卵巢成熟系數(shù)范圍為0.22%～21.01%，平均值為(9.82±3.66)%。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示，二者密切相關(guān)(r=0.58，P<0.01)。性腺成熟度為Ⅳ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(5.83±1.44)%，纏卵腺指數(shù)平均值為(33.99±4.04)%；Ⅴ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(11.37±2.58)%，纏卵腺指數(shù)平均值為(36.96±4.54)%。性成熟個(gè)體(Ⅴ期)與未成熟個(gè)體(Ⅳ期)卵巢成熟系數(shù)差異極顯著(P<0.01)，纏卵腺指數(shù)差異顯著(P<0.05)。

曼氏無(wú)針烏賊舟山群體與溫州群體纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)差異均不顯著(P>0.05)。

表1 曼氏無(wú)針烏賊兩個(gè)地理群體纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)比較

2.4 精莢復(fù)合體指數(shù)與精巢成熟系數(shù)

曼氏無(wú)針烏賊舟山群體精莢復(fù)合體指數(shù)范圍為1.30%～4.41%，平均值為(2.55±0.72)%；精巢成熟系數(shù)范圍為0.91%～6.83%，平均值為(2.38±0.65)%。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示，二者密切相關(guān)(r=0.16，P=0.04)。性腺成熟度為Ⅳ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(2.48±0.64)%，精莢復(fù)合體指數(shù)平均值為(2.20±0.52)%；Ⅴ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(2.35±0.65)%，精莢復(fù)合體指數(shù)平均值為(2.70±0.73)%。性成熟個(gè)體(Ⅴ期)與未成熟個(gè)體(Ⅳ期)精莢復(fù)合體指數(shù)差異極顯著(P<0.01)，精巢成熟系數(shù)差異不顯著(P>0.05)。

溫州群體精莢復(fù)合體指數(shù)范圍為1.36%～6.44%，平均值為(2.68±0.90)%；精巢成熟系數(shù)范圍為0.83%～3.69%，平均值為(2.26±0.51)%。Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)顯示，二者不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上相關(guān)性(r=0.14，P=0.10)。性腺成熟度為Ⅳ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(2.33±0.48)%，精莢復(fù)合體指數(shù)平均值為(2.27±0.57)%；Ⅴ期時(shí)成熟系數(shù)平均值為(2.20±0.53)%，精莢復(fù)合體指數(shù)平均值為(3.00±0.97)%。性成熟個(gè)體(Ⅴ期)與未成熟個(gè)體(Ⅳ期)精莢復(fù)合體指數(shù)差異極顯著(P<0.01)，精巢成熟系數(shù)差異不顯著(P>0.05)。

曼氏無(wú)針烏賊舟山群體與溫州群體精莢復(fù)合體指數(shù)與精巢成熟系數(shù)差異均不顯著(P>0.05)。

表2 曼氏無(wú)針烏賊兩個(gè)地理群體精莢復(fù)合體指數(shù)與精巢成熟系數(shù)比較

3 討論

根據(jù)性腺發(fā)育程度，曼氏無(wú)針烏賊即將性成熟(Ⅳ期)個(gè)體與性成熟(Ⅴ期與Ⅵ期)個(gè)體在舟山群體中占比89.30%，在溫州群體中占比97.01%。因此，采集的樣本主要為生殖群體。根據(jù)浙江近海曼氏無(wú)針烏賊資源張網(wǎng)監(jiān)測(cè)報(bào)告，1982年4月下旬，浙北中街山列島海域的曼氏無(wú)針烏賊生殖群體胴長(zhǎng)平均值為140.54 mm，體質(zhì)量平均值為310.64 g；浙南北麂漁場(chǎng)的生殖群體胴長(zhǎng)平均值為151.70 mm，體質(zhì)量平均值為344.00 g，浙南漁場(chǎng)個(gè)體大于浙北漁場(chǎng)個(gè)體[2]。上世紀(jì)80年代曼氏無(wú)針烏賊個(gè)體胴長(zhǎng)與體質(zhì)量明顯大于本研究結(jié)果，說(shuō)明其個(gè)體小型化現(xiàn)象嚴(yán)重[8]。本研究中舟山群體體質(zhì)量顯著大于溫州群體，而二者胴長(zhǎng)無(wú)顯著性差異，這可能與曼氏無(wú)針烏賊的繁殖習(xí)性有關(guān)[14]。

上世紀(jì)80年代初期，曼氏無(wú)針烏賊精巢成熟系數(shù)平均值在4月達(dá)到最大，卵巢成熟系數(shù)平均值在5月達(dá)到最大[14]。而吳常文等[8]通過(guò)對(duì)2009—2011年浙江近海曼氏無(wú)針烏賊卵巢成熟系數(shù)進(jìn)行周年監(jiān)測(cè)，分析認(rèn)為卵巢成熟系數(shù)4月達(dá)到最大，為(9.51±7.23)%，這與本研究中得出的結(jié)果基本一致。由此看出，曼氏無(wú)針烏賊卵巢發(fā)育較上世紀(jì)80年代初期有所提前。由于溫州群體生殖過(guò)程稍早于舟山群體，部分雄性個(gè)體交配釋放精莢，雌性個(gè)體分批延續(xù)產(chǎn)卵，體力消耗較大，所以其體質(zhì)量平均值低于舟山群體[14]。

表3 1982年與2021年4月浙北漁場(chǎng)和浙南漁場(chǎng)曼氏無(wú)針烏賊生殖群體組成[2]

通常頭足類雄性個(gè)體性腺發(fā)育早于雌性個(gè)體，體能強(qiáng)，先行到達(dá)產(chǎn)卵場(chǎng),因而此時(shí)的雄性個(gè)體的數(shù)量大于雌性個(gè)體。隨著交配行為的進(jìn)行，雄性個(gè)體大量死亡，雌性個(gè)體的數(shù)量大于雄性個(gè)體[15]。曼氏無(wú)針烏賊舟山群體與溫州群體總體雌雄比均符合Fisher法則，基本接近1∶1[16]。但溫州群體性腺成熟度為Ⅴ期時(shí)雌雄比1.56∶1與雌雄比1∶1的假設(shè)存在顯著差異性(χ2=5.21，P=0.02)，這可能與雌雄個(gè)體性腺發(fā)育不同步有關(guān)。研究表明，曼氏無(wú)針烏賊雌性性成熟個(gè)體纏卵腺指數(shù)與卵巢成熟系數(shù)顯著大于未成熟個(gè)體，這在其它頭足類中也得以體現(xiàn)[17-18]。雄性性成熟個(gè)體精莢復(fù)合體指數(shù)顯著大于未成熟個(gè)體，而精巢成熟系數(shù)差異不顯著，這可能與精子的儲(chǔ)存與精莢的形成等過(guò)程有關(guān)[19]。因此，纏卵腺指數(shù)與精莢復(fù)合體指數(shù)可作為曼氏無(wú)針烏賊性成熟的重要指標(biāo)。

一直以來(lái)，曼氏無(wú)針烏賊浙北種群和浙南—閩東種群被認(rèn)為是2個(gè)具有獨(dú)立生活史的種群，持續(xù)的規(guī)模化增殖放流對(duì)其種群結(jié)構(gòu)及繁殖生物學(xué)特性是否有影響有待進(jìn)一步研究。今后可開(kāi)展曼氏無(wú)針烏賊硬組織微化學(xué)研究來(lái)驗(yàn)證其洄游路線是否發(fā)生變化，同時(shí)借助分子生物學(xué)手段檢測(cè)2個(gè)種群遺傳變異水平[20]。