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綠唇贻貝養殖場和鄰近軟沉積物栖息地中鲷魚的飲食差異

作者:沐語紀史
綠唇贻貝養殖場和鄰近軟沉積物栖息地中鲷魚的飲食差異

沿海水産養殖結構通過提供住所和食物資源作為魚類的人工栖息地。衆所周知,這些養殖栖息地會吸引和聚集一些魚類,與沒有水産養殖結構的地點相比,使它們能夠在農場内達到更大的豐度。

據研究發現,一些魚類會進入并直接定居到非飼料水産養殖結構中,利用該結構作為育苗栖息地。

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人們通常認為,由于水産養殖結構的自然定植(例如生物污染),魚類在水産養殖結構中的聚集是對飼料輸入、養殖物種豐度或潛在獵物等相關組合的反應。

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在非飼料水産養殖實踐中,研究的重點是野生魚類在生産早期階段可能産生的捕食壓力,特别是對贻貝卵的捕食。例如海魚家族的成員鲷魚就通常在大型魚群中發現并剝離最近播種的贻貝卵。

這些魚是多面手捕食者,傾向于根據獵物的可用性捕食而不是選擇性地進食。從贻貝養殖場采樣的鲷魚腸道内容物确定贻貝是其主要獵物,這提供了海魚家族成員在贻貝養殖場内可能以什麼為食的證據。

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傳統上,分析魚類飲食的方法依賴于腸道解剖和形态學,以确定來自當地栖息地的可能食物,并比較栖息地之間的差異。然而,存在其他幾種方法,包括視覺觀察、穩定同位素分析、脂肪酸分析和 DNA 元條形碼。

這些方法通常可以提供有關魚類攝食模式的進階資訊,但對其飲食的相對成分幾乎沒有細節。

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盡管已經嘗試在魚類腸道内容物調查中标準化量化名額,但合适的名額因研究目标而異,并且每個量化名額都有偏差,說明某些名額比其他物種更适合某些物種。

這項研究的總體目的是比較紐西蘭泰晤士灣綠唇贻貝養殖場内外鲷魚的飲食,測試從贻貝養殖場收集的鲷魚的飲食是否與鄰近地區收集的鲷魚飲食有所不同,并分析這種差異是否與贻貝養殖基礎設施有關。

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取樣調查

鲷魚是一種常見的沿海底栖魚類,通常以成年形式存在,并傾向于在紐西蘭沿海贻貝養殖場定居,研究員從泰晤士灣的四個地點進行取樣。

其中兩個是長期建立的延繩釣綠唇贻貝養殖場,兩個是沒有贻貝養殖場的地點(即控制地點),這些地點都位于深度相似的類似非結構化軟沉積物栖息地。

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養殖取樣點是莫圖科帕克島和鼠島,控制點距離養殖取樣點至少500米。由于第一個控制地點捕獲的魚數量很少,鼠島控制地點共同使用了兩個具有相同生境特征的地點。

贻貝養殖作業包括一系列成對的平行骨幹線,由大型塑膠浮子固定在水面附近,這些浮子支撐着覆寫着附着贻貝的滴管繩的懸挂環。滴管繩索延伸到水面浮标下方6-8米處,并固定在軟沉積物海底上方幾米處。

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莫圖科帕克島

為了控制鲷魚捕食能力的差距,研究員隻對成年鲷魚進行了采樣,使用鈎釣和線釣的方法,盡可能使用塑膠軟餌和天然誘餌,以避免誘餌可能污染腸道内容物。

天然誘餌使用該地區不常見的易于識别的物種皮爾查德、鱿魚或鲻魚。

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鲻魚

準備工作就緒後,研究員在傍晚對鲷魚進行針對性采樣,以增加捕獲具有腸道内容物的鲷魚的可能性。

從三個取樣地點各取樣16條魚,從大鼠島控制點取樣13條鲷魚。

捕獲後,所有魚類立即根據動物倫理準許進行人道安樂死,貼上标簽并放入鹽冰漿中。然後測量每隻鲷魚的長度并在陸地上稱重,最後冷凍以進行随後的腸道分析。

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對鲷魚腸道内容物分析

鲷魚腸道解剖

将冷凍鲷魚樣品在室溫下解凍後解剖,通過食管開口和尾部的切口取出消化道。前腸和後腸分開,然後對前腸和後腸進行腸道飽滿度評分,0分為完全空虛,10分為完全飽滿。

随後計算消化評分以估計後腸和前腸獵物的消化程度,消化評分 0 表示未消化,5 表示完全消化,消化評分在後腸和前腸之間取平均值,是以每個鲷魚腸隻有一個評分。

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鲷魚腸道内容物的視覺分析

将前腸和後腸的腸道内容物合并,然後鋪在無菌組織培養皿(2×2cm網格)上,并為每個樣品分類成相似的獵物組。蒸餾水用于分離和清潔内容物。每個獵物群體都被歸類到最低的實際分類水準。使用相對飽腹度方法來量化每個鲷魚腸道中每個獵物分組的比例。

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然後,相對飽腹度方法使用每個獵物群體的比例,并通過腸道飽滿度進行标準化,以計算鲷魚腸道内容物中每個獵物組的“點”。這是通過首先估計培養皿中每個獵物群的二維覆寫率來進行的。

然後将所有獵物組彙總在一起,以估計每個鲷魚腸道内的總覆寫率,包括具有自己類别的無法識别的消化物質。

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然後使用該估計值來計算采樣鲷魚腸道内每個獵物群體的比例。将比例乘以平均飽腹度估計值,以計算每個鲷魚中每個獵物組的相對比例,進而标準化每個獵物組的相對比例,以便于樣本之間的比較。

例如,如果綠唇贻貝的鲷魚腸道含量比例為0.8(即培養皿中腸道含量的80%覆寫率),并且平均飽腹度估計值為3,則計算為0.8×3,等于2.4分的相對比例。

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鲷魚腸道内容物的遺傳分析

一旦提取了單個魚的腸道内容物并分析以進行目視腸道分析,将腸道内容物混合,并将2 mL子樣品儲存在90%乙醇中并儲存在-20°C的溫度下。要注意的是所有解剖工具在處理單個鲷魚之間都要進行消毒。

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随後使用核苷酸組織DNA提取試劑盒從亞樣品中提取DNA,和不添加内容的DNA提取物做對比。在0.8%瓊脂糖上觀察DNA品質和數量,此過程要使用凝膠紅觀察。

在顯微鏡下鑒定腸道内容物中可用的DNA序列。結果表明,細胞色素氧化酶的覆寫率最高,說明其在聚合酶鍊反應過程中被靶向擴增。

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結果統計

鼠島贻貝養殖場的鲷魚長度為27.4至41.2厘米,莫圖科帕克島贻貝養殖場為27.0至41.6厘米,大鼠島控制點為25.8至30.2厘米,莫圖科帕克島控制點為26.8至37.4厘米。

處理用取樣的平均鲷魚長度存在差異,即贻貝養殖場與對照位點産生互動作用,但此結果不适用于其他位置,即莫圖科帕克島與鼠島。

事後分析發現,在莫圖科帕克島控制點采樣的鲷魚大于在鼠島控制點采樣的鲷魚,而鼠島贻貝養殖場的鲷魚大于從鼠島控制點采樣的鲷魚。

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在贻貝養殖場采樣的鲷魚腸道内容物的消化評分範圍為1-5,對照點的消化評分範圍為2-5。兩個地點和處理組的平均消化評分總體差異顯著。

事後分析發現,莫圖科帕克島控制點和鼠島贻貝養殖場相比,鼠島控制點的消化評分顯著更高。

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鼠島

大鼠島贻貝養殖場鲷魚内髒内容物的總濕重為1.26至30.08克,莫圖科帕克島贻貝養殖場為1.29至17.99克,大鼠島控制點為3.26至15.33克,莫圖科帕克島控制點為2.17至4.50克。每條鲷魚都有一些腸道内容物。然而,大部分腸道内容物都在後腸中,前腸内容物的平均濕重無差異。

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結論

比較贻貝養殖場和控制地點之間鲷魚腸道含量的差異後,得到的結果表明,與從對照地點采樣的鲷魚相比,從贻貝養殖場栖息地采樣的鲷魚的飲食明顯不同。

飲食的差異是由于鲷魚利用了通過贻貝養殖場栖息地提供的獵物物種,例如農場栖息地内的收獲和常見的生物污染物種,這些物種在附近的非結構化軟沉積物栖息地(即控制地點)中不可用。

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贻貝養殖場和對照點之間鲷魚腸道内容量的主要差異是贻貝(綠唇和藍唇)和藤壺在贻貝養殖場而不是對照點的顯著貢獻。

遺傳分析還證明,贻貝養殖場中存在的毛蚓足類動物存在差異,但控制地點不存在,但這些軟體的兩足類動物在視覺分析中沒有被發現。

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贻貝養殖場和對照點與螃蟹家族存在一些差異,例如眼鏡蟹在兩個控制地點的鲷魚腸道内容物中更常見。眼鏡蟹在紐西蘭不是一個常見的螃蟹家族,是以可能代表了一種獨特的螃蟹物種。

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眼鏡蟹

與贻貝養殖場相比,控制地點的另一個關鍵差別是存在寄居蟹。寄居蟹在一系列軟沉積物和岩石礁位置都很豐富,并且與海外的贻貝養殖場栖息地和紐西蘭的軟沉積贻貝礁有關。是以,目前尚不清楚為什麼對照地點而不是贻貝養殖場的寄居蟹豐度更高。

在控制地點,寄居蟹所依賴的宿主貝殼的豐度可能更為豐富,因為寄居蟹更喜歡來自腹足綱物種而不是貝類的宿主殼,而貝類在贻貝養殖場下方的海底最豐富。

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鲷魚對養殖貝類物種的捕食與對其他養殖場栖息的海魚物種飲食的一般全球分析一緻。然而,這些研究大多集中在卵階段,而不是成魚周期的成熟贻貝。

多次調查顯示,鯉魚物種是養殖貝類物種的重要捕食者,尤其是贻貝。

例如,從克羅地亞贻貝養殖場取樣的金頭鲷的飼料中含有70%的養殖贻貝,這比目前研究中在贻貝養殖場采樣的鲷魚要高得多,養殖綠唇贻貝的捕食量高達19%。

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在目前的研究中,鲷魚也是在海底捕獲的,是以可能正在食用從滴管線上掉下來的贻貝以及滴管線上存在的贻貝。

此外,克羅地亞的研究表明,金頭鲷在贻貝養殖場中沒有食用甲殼類動物,這令人驚訝,因為甲殼類是海魚的主要食物資源,并且通常與贻貝養殖場有關。

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盡管如此,與目前的研究相比,金頭鲷确實食用了硬骨和更多的腹足類動物,這表明兩種海魚物種之間的生物污染或飲食差異的地點特異性差異影響了它們各自的飲食組成。

這些研究結果都表明生活在豪拉基灣贻貝養殖場的鲷魚與沒有贻貝養殖場的相鄰自然栖息地的鲷魚的飲食明顯不同。鲷魚在贻貝養殖場中食用的飲食可能與養殖物種和生物污染直接相關。

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對于所鑒定的關鍵物種,視覺腸道和遺傳分析之間有很好的一緻性。單個鲷魚樣本中的DNA降解可能會影響缺乏發現的其他差異。總體而言,贻貝養殖場栖息地中提供鲷魚消耗的高度獵物群體可能對鲷魚種群有益。

這些發現為贻貝養殖場栖息地通過提供食物資源的支援服務提供了證據。這些證據可以支援該地區的恢複性水産養殖目标,為野生魚類種群提供淨積極的生态成果。

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參考文獻:

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