茎柔鱼生殖能量积累及对栖息海域环境的响应关系

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茎柔鱼(Dosidicus gigas)属于柔鱼科(Ommastrephidae)茎柔鱼属(Dosidicus),在东太平洋生态系统中占有重要的地位。茎柔鱼资源量丰富,既是我国远洋鱿钓渔业的主要捕捞对象,也是世界头足类渔业中最重要的经济种类。它具有生长速率快,生命周期短,终生一次繁殖,多次排卵等特点,其生殖投入策略为收入-资本混合型,生殖能量来源主要以在性腺生长发育过程中即时的食物摄取转化为主,以及在生理性发育期与生殖产卵期转化部分肌肉组织储备能量为辅。头足类对环境波动敏感性较高,生殖投入方式显示出相应的环境适变性,并且与生殖产卵策略有关。为此,开展茎柔鱼的生长发育、生殖能量积累以及与周围环境的响应关系等繁殖生物生态学特性研究,以期为茎柔鱼及其他大洋性柔鱼的生殖能量积累策略研究提供资料参考,并为促进该资源的可持续利用提供科学基础。本论文根据我国远洋鱿钓渔船于2017年2~8月,2018年1月、5~8月,2019年1~4月、10~11月和2020年5~8月、10~12月间在东太平洋海域作业期间随机采集的茎柔鱼样本,获悉体型生长、组织能量积累及采样海域环境因子等,利用脂肪酸生物学标记方法对茎柔鱼的繁殖能量积累对栖息水域环境的选择适应性研究分析,利用模型拟合、形态学、残差分析、广义线性混合效应模型(generalized linear mixed-effects models,GLMM)方法探索茎柔鱼摄食选择特性对组织能量积累的影响;同时,根据栖息海域的环境波动变化,研究分析体型月间变化及其对繁殖投入分配的影响过程,以期探索该种类对生殖能量投入分配的生态适应性特点,从而更进一步地了解茎柔鱼的生活史过程。主要结果如下:(1)茎柔鱼的个体生长。研究认为,茎柔鱼雌性个体胴长分布范围为163—468mm,体质量分布范围为123—3034 g;雄性个体胴长分布范围为171—475 mm,体质量分布范围为145—2681 g。不同月份之间,雌性、雄性个体的胴长和体质量均存在显著性差异,雌雄性个体胴长、体质量均以2月份的最大,6—8月份的较小。然而,每个月份雌性、雄性个体的胴长分布均为单峰值区间分布。体质量-胴长幂函数关系显示,2—4月份雌雄性个体多倾向于匀速生长、体征较差,6—8月份个体则以负异速生长为主、体征较为良好。雌性、雄性个体胴长与采样海域海表温、采样纬度呈显著的正效应关系,采样海域叶绿素a浓度对雌性胴长产生正效应影响。研究表明,茎柔鱼体型的月间差异性显著,体型变化与采样海域海表温、采样纬度关系密切,并且雌性体型与海域叶绿素a浓度呈正效应关系。(2)茎柔鱼组织间的相对能量积累。利用组织能量密度测定技术和广义线性混合效应模型(generalized linear mixed-effects models,GLMM)分析方法,对茎柔鱼的肌肉、性腺等组织相对能量积累及与栖息海域环境因子关系进行分析研究。结果显示,茎柔鱼以肌肉组织能量积累为主,肌肉组织相对能量积累占70%及以上,性腺组织相对能量积累较低。在生理性发育期至功能性成熟期,肌肉组织相对能量积累下降显著、性腺组织相对能量积累明显;在功能性成熟期,肌肉组织相对能量积累回升显著。肌肉组织和性腺组织的相对能量积累与栖息海域海表温没有显著的相关性,但与栖息海域叶绿素a浓度存在显著的效应关系,并与采样经度分布密切相关。研究表明,茎柔鱼在性腺发育开始后能量积累逐渐增加对生殖发育的投入分配,但在繁殖产卵期保持较好的肌肉组织状态,肌肉、性腺组织的相对能量积累更多地决定于栖息海域初级生产力。(3)从脂肪酸角度分析生殖投入方式与摄食特性的关系。使用脂肪酸生物化学标志物技术和组织能量密度技术研究茎柔鱼生殖能量来源的摄食选择特性。结果显示,茎柔鱼卵巢组织的总脂肪酸存在显著的海域差异(R=0.15,P=0.001);多变量分析显示,同一海域茎柔鱼不同性腺成熟度脂肪酸没有大量的重叠,均存在显著性差异(ECUADOR:R=0.458,P=0.002;EQUATOR:R=0.514,P=0.004;PERU:R=0.773,P=0.006);茎柔鱼卵巢能量密度与DHA浓度存在显著的正效应关系,而与EPA浓度呈负相关关系。研究表明,茎柔鱼随着性腺发育能量需求的增大倾向于捕食不同的食物来维持自身的生长发育,且倾向于捕食营养层级较高的饵料生物种类。
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