寧梅紅,遲鴻,陳毓,楊波,武正軍,黃華苑*
(1.廣西師范大學(xué)珍稀瀕危動植物生態(tài)與環(huán)境保護教育部重點實驗室,廣西桂林541004;2.廣西師范大學(xué),廣西珍稀瀕危動物生態(tài)學(xué)重點實驗室,廣西桂林541004)
貓兒山小鯢Hynobiusmaoershanensis屬有尾目Caudata小鯢科Hynobiidae小鯢屬Hynobius,為廣西壯族自治區(qū)的特有種(陳偉才,2017)。2006年在廣西貓兒山國家級自然保護區(qū)被發(fā)現(xiàn),棲息于海拔2 000 m左右的高山沼澤地帶周圍,附近植被多為竹林、山頂矮林和南方鐵杉Tsugachinensis林(周放等,2006)。2019年11月—2020年8月野外調(diào)查僅在保護區(qū)的三江源、野人湖和山頂湖3個主要區(qū)域(110°24′~110°26′E,25°52′~25°53′N)發(fā)現(xiàn)成體、幼體和卵袋。由于種群數(shù)量極低,已被《中國脊椎動物紅色名錄》列為瀕危(EN)物種(蔣志剛等,2016)。2021年2月,被列為國家Ⅰ級重點保護野生動物(國家林業(yè)和草原局,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部,2021)行動通常十分隱蔽,多藏在枯木落葉下或水體邊的洞穴中,非繁殖期難以發(fā)現(xiàn);繁殖期成體常在水體附近聚集交配(黃華苑等,2019)。
由于難以觀察,貓兒山小鯢相關(guān)研究不多,已有研究多集中于分子遺傳學(xué)(卿立燕,2009;林冰潔,2015;Huangetal.,2016)、鼻間骨(Xiongetal.,2011)、眼睛形態(tài)學(xué)(呂云云,2015)、繁殖生境選擇(卜榮平,2017;黃華苑等,2019)及肝的組織學(xué)(陳毓等,2020)等,少量幼體特征僅見卜榮平(2017)的研究。較為系統(tǒng)的發(fā)育特征及人工飼養(yǎng)條件下的幼體生長發(fā)育研究則未見報道。為了解貓兒山小鯢發(fā)育的特點,為該物種的保護管理積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料,本研究通過人工飼養(yǎng)貓兒山小鯢蝌蚪,觀察其生長發(fā)育特征,分析其發(fā)育情況;同時,對人工飼養(yǎng)過程中遇到的問題加以研究,討論該物種未來人工養(yǎng)殖的可行性。
2019年3月20日,從狀元橋產(chǎn)卵場采集貓兒山小鯢卵袋2對,共192顆卵。參考澤陸蛙Fejervaryamultistriata蝌蚪人工飼養(yǎng)(師杜娟等,2015)的方法人工養(yǎng)殖。使用純凈水進行飼養(yǎng),換水頻率為3天1次,每次更換盆中1/3的水量。投喂的食物為:熟雞蛋黃粉末、油菜花菜葉碎末、觀賞魚飼料、凍干紅蟲飼料、豐年蝦Artemiasalina、冰鮮紅蟲、蚯蚓,依次單獨投放,觀察記錄。每日記錄室溫、水溫與濕度。后肢芽期,在飼養(yǎng)盆中加入落葉、碎石作為遮擋物以供蝌蚪生存。從3月24日蝌蚪完全孵化開始,到7月4日變態(tài)完畢,歷時102 d。
參考東北小鯢H.leechii生長發(fā)育階段(馬連第等,1994)與掛榜山小鯢H.yunanicus胚后發(fā)育特點(米小其等,2007),結(jié)合實驗中的發(fā)育特點將貓兒山小鯢蝌蚪孵化到變態(tài)完成分為4期。測量各個生長發(fā)育階段的形態(tài),包括頭長、體長、尾長等,每次隨機測量30只。
孵化期以貓兒山小鯢蝌蚪破膜孵出為止,從采卵到完全孵化約歷時4 d(圖1)。在孵化期,蝌蚪破膜而出,此階段的蝌蚪角膜透明,眼球黑色,有明顯窩狀凹陷。整體呈黃黑色,體表半透明,具明顯口窩。全身被黑色斑點,尤以尾部黑色斑點最為密集。前肢芽可見,為身體兩側(cè)的三角形凸起,長0.3 mm。蝌蚪體全長16.0~18.0 mm,頭長3.0~3.5 mm,尾長4.0~6.0 mm,頭寬1.5~2.0 mm,外鰓2.0~2.5 mm,平衡棒1.0~2.0 mm??梢娒黠@的心臟跳動和血液循環(huán)。此階段的個體可在水中平衡身體且短暫游動,一段時間后側(cè)臥于盆底。
前肢芽期分為前肢芽早期與前肢芽中期,歷時約15 d(圖2)。前肢芽早期自蝌蚪孵出,到前肢肢芽末端形成二叉型為止;前肢芽中期,前肢芽由末端二叉型逐漸分出第三叉至形成三叉型為止。在前肢芽期,蝌蚪的體色開始變淡,尾部仍有黑色斑點,較之前不那么密集,但集中于尾端邊緣,同時可見口部基本形成,后肢芽出現(xiàn)且呈錐狀。此階段個體全長19.0~24.0 mm,頭長5.0~6.0 mm,尾長5.0~7.5 mm,頭寬4.0~5.0 mm,外鰓發(fā)育完全,長3.0~3.5 mm,平衡棒長1.0~2.0 mm。在該階段,蝌蚪的體型逐漸增大,行動能力也增強,同時有攻擊甚至吞食同類的現(xiàn)象,有個體被攻擊后出現(xiàn)平衡棒脫落、肢芽或外鰓殘缺的狀況。吞食同類的個體頭部口部明顯變寬變大,體型也較其他同類更大,但未見加速發(fā)育的情況。
后肢芽期分為后肢芽早期、后肢芽中期與后肢芽完成期,歷時約13 d(圖3)。后肢芽早期,前肢末端呈四叉型,后肢肢芽生長至末端出現(xiàn)二叉型;后肢芽中期,后肢芽末端逐漸發(fā)育形成四叉型,前肢肘關(guān)節(jié)形成;后肢芽完成期,后肢形成五趾且后肢關(guān)節(jié)形成。在后肢芽期,蝌蚪體色更透明,尤其是頭部,清晰可見腦部及周圍血管。腹面透明,可見腸管與其他臟器。體側(cè)開始見肋溝,前后肢可見稀疏的褐色斑點。此階段個體全長20.0~30.0 mm,頭長6.0~7.0 mm,尾長8.0~12.0 mm,頭寬4.5~6.0 mm;后肢芽早期外鰓長3.0~3.5 mm,此后開始萎縮;前肢在該期從三叉型變?yōu)樗牟嫘?,歷時約2 d,早期平衡棒長2.0~2.5 mm,但可見萎縮、脫落的跡象,約于后肢芽中期到完成期完全脫落;四肢逐漸具有支撐能力,在后肢芽完成期基本能夠支撐身體。該階段,蝌蚪體型更大且更靈活。在此期間,蝌蚪中開始出現(xiàn)由水霉病導(dǎo)致的大量死亡現(xiàn)象。用0.000 4%高錳酸鉀溶液分別浸泡生病的蝌蚪、其他健康蝌蚪和飼養(yǎng)器30 min,該濃度處理可以有效地抑制水霉病在貓兒山小鯢蝌蚪中的感染與傳播。
變態(tài)期以外鰓萎縮為始,外鰓完全消失為止,歷時約72 d(圖4)。在變態(tài)期,體色加深,不再透明而是全身呈淺泥黃色,有白色斑點,背脊處至尾緣密布黑色斑點。體側(cè)的肋溝更加明顯,外鰓完全消失。此階段個體全長39.5~42.0 mm,頭長7.5~8.0 mm,尾長16.0~17.0 mm,頭寬6.5~7.0 mm。變態(tài)完成并成為亞成體,開始用肺呼吸,主動尋找陸地,但生活仍離不開水。亞成體會主動將頭部探出水面,四肢較后肢芽完成期更加粗壯有力,四肢的肘關(guān)節(jié)也可活動,有明顯的支撐能力,能四處爬行。亞成體的活動性增加,出現(xiàn)了爬出盆外在途中缺水干燥而死的現(xiàn)象。
在剛孵化出的前3 d內(nèi)未見進食現(xiàn)象,第4天開始進食。廣泛取食鮮活豐年蝦、干紅蟲、冰鮮紅蟲,只有個別蝌蚪取食少量魚飼料和蛋黃碎末,無蝌蚪取食油菜花菜葉碎末。在后肢芽期的喂食過程中,發(fā)現(xiàn)其對運動的物體特別是人為晃動冰鮮紅蟲有追逐行為。同時,對體型較小的蚯蚓以及切段的大蚯蚓也有取食趨勢。
剛孵化出的貓兒山小鯢蝌蚪前肢肢芽僅為1個三角狀凸起,與掛榜山小鯢蝌蚪類似,但二者皆不同于中國小鯢H.chinensis蝌蚪,中國小鯢蝌蚪剛孵化時前肢肢芽就已經(jīng)呈二叉型(張鸞笙,唐國起,1987)。與中國小鯢、大鯢Andriasdavidianus剛孵出來時的側(cè)臥水底狀態(tài)相似(張鸞笙,唐國起,1987;楊焱清等,1994),剛孵出的貓兒山小鯢蝌蚪僅有前肢,尚無后肢,無法保持平衡,可能是其側(cè)臥于盆底的原因。孵化期全身被黑色斑點的特征與大鯢(劉鑒毅等,1994)、東北小鯢(馬連第等,1994)和掛榜山小鯢(米小其等,2007)等相似,由此可知有尾兩棲動物在幼時具有很多相似之處。
在前肢芽期,貓兒山小鯢蝌蚪生長發(fā)育速度加快,出現(xiàn)互相捕食現(xiàn)象。吞食其他蝌蚪的優(yōu)勢蝌蚪會出現(xiàn)頭部變大變寬、嘴部也變寬的現(xiàn)象,優(yōu)勢個體的體型明顯比其他蝌蚪大,但其發(fā)育的速度并未因吞食其他同類而加快,此現(xiàn)象與Wakahara (1995)報道的滯育小鯢H.retardatus同種相食相似。同種相食是導(dǎo)致人工飼養(yǎng)的小鯢科蝌蚪出現(xiàn)較高死亡率的重要原因,而餌料投放量、大小等級和密度是影響同種相食的重要因素(Wakahara,1995;傅萃長等,2003a,2003b;Michaels,2015)。
野生貓兒山小鯢一般呈泥黃色到淺棕色(卜榮平,2017),而人工飼養(yǎng)亞成體的體色較野外同階段個體體色淡,且具有相當(dāng)數(shù)量的白色斑點。水生動物出現(xiàn)體色異常主要有2個原因:第一是飼養(yǎng)期較短,導(dǎo)致養(yǎng)殖水生動物體內(nèi)色素積累不夠,與野生個體體色存在明顯差異(馬晶晶等,2009);第二是物種內(nèi)的變異可能導(dǎo)致體色異常,例如山女鱒Oncorhynchusmasoumasou在人工養(yǎng)殖的情況下出現(xiàn)銀化個體,而這種銀化個體的發(fā)育速度比正常個體慢,性成熟速度及身體生長狀況都沒有正常個體快(張玉勇等,2011)。實驗室飼養(yǎng)的貓兒山小鯢出現(xiàn)體色變淡的情況,結(jié)合其他水生動物體色異常的原因來看,不排除有個體變異的可能,但推測主要原因應(yīng)該還是飼料單一、營養(yǎng)來源單一。羅氏沼蝦Macrobrachiumrosenbergii經(jīng)攝入添加蝦青素的飼料才得以改善體色(呂玉華等,1999),牙鲆Paralichthysolivaceus白化率高的原因是餌料中缺乏n3-HUFA和A.V(黃瑞等,1997)。實驗室提供的飼料主要成分為蛋白質(zhì),可能缺乏該物種所需的某種特定營養(yǎng)元素。盡管羅氏沼蝦、魚類與貓兒山小鯢存在差異,但在多種營養(yǎng)攝入方面的需求應(yīng)當(dāng)是類似的。沒有攝取某種特定營養(yǎng)成分導(dǎo)致體色變淡,也能解釋飼養(yǎng)個體體色為什么較淡。具體原因有待進一步研究。
人工飼養(yǎng)的貓兒山小鯢前、后肢發(fā)育完成時間約為17 d和30 d,人工飼養(yǎng)的東北小鯢前、后肢發(fā)育完成時間約為21 d和33 d(馬連第等,1994),兩者相差不大。野外貓兒山小鯢蝌蚪變態(tài)發(fā)育需65 d(卜榮平,2017)。此次人工飼養(yǎng)貓兒山小鯢蝌蚪,從3月24日完全孵化開始,到7月4日完全變態(tài)結(jié)束,歷時102 d,比野生蝌蚪多37 d。掛榜山小鯢在野外變態(tài)發(fā)育需80~100 d(孫普選,2005b),東北小鯢在人工飼養(yǎng)下變態(tài)發(fā)育時間為80~94 d(馬德濱等,2003),由此可知,人工飼養(yǎng)的貓兒山小鯢的發(fā)育速度慢于野生貓兒山小鯢、野生掛榜山小鯢和人工飼養(yǎng)東北小鯢。北鯢屬Ranodon的新疆北鯢Ranodonsibiricus幼體外鰓需2年左右才消失(王秀玲等,1997),大鯢完成變態(tài)發(fā)育需360 d(楊焱清等,1994)。人工飼養(yǎng)、野生貓兒山小鯢的生長發(fā)育速度與小鯢屬其他物種都有較大區(qū)別,與小鯢科其他屬在變態(tài)發(fā)育時間的差異,具體的原因有待進一步研究。
貓兒山小鯢蝌蚪孵出后可用熟蛋黃輔助飼喂(卜榮平,2017)。本實驗發(fā)現(xiàn)貓兒山小鯢蝌蚪不喜歡取食菜葉碎末,個別少量取食蛋黃碎末,該階段個體可能依靠卵黃囊內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)維持生存(張鸞笙,唐國起,1987)。在孵化期后期,人為晃動飼料有個別蝌蚪少量取食,而用人工孵化出的豐年蝦、干紅蟲、冰鮮紅蟲進行投喂,所有蝌蚪都取食,說明豐年蝦、干紅蟲、冰鮮紅蟲可作為人工飼養(yǎng)貓兒山小鯢的飼料。野生貓兒山小鯢產(chǎn)卵的水域通常有較多種類的中小型無脊椎水生生物,如蚯蚓和石蛾幼體,可以提供豐富的食物從而提高其成活率(黃華苑等,2019)。由此推斷,人工飼養(yǎng)貓兒山小鯢的孵化期階段,最好是投喂活食,如體型較小的蛙類蝌蚪、水生昆蟲(如:蚊子幼蟲、紅蟲)等。根據(jù)其他小鯢屬幼體的雜食性(孫普選等,2005a,2005b;郭克疾等,2008;葉林駿,2012),推測貓兒山小鯢應(yīng)該也屬于雜食性,但仍需驗證。