郝振林,于洋洋,宋堅(jiān),常亞青,肖登兵,賁月
(大連海洋大學(xué) 農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023)
脈紅螺Rapana venosa 主要分布于中國(guó)的渤海、黃海、東海和南海,其中遼寧大連和山東青島等地產(chǎn)量較高。脈紅螺體型較大,成體殼高為110 ~140 mm,足部肥大,營(yíng)養(yǎng)豐富,味道鮮美,是頗受歡迎的美味佳肴[1]。脈紅螺系肉食性動(dòng)物,主食雙殼貝類,生長(zhǎng)迅速,適合筏式籠養(yǎng)、網(wǎng)袋平養(yǎng)、底播增殖等多種養(yǎng)殖方式,是目前筏式養(yǎng)殖良好的替代品種和間養(yǎng)品種,也是池塘生態(tài)養(yǎng)殖中很好的混養(yǎng)品種[2]。目前,中國(guó)的脈紅螺人工繁育技術(shù)尚未成熟,仍處于試驗(yàn)階段。關(guān)于脈紅螺的研究主要集中在繁殖力、繁殖方式、繁殖季節(jié)等繁殖生物學(xué)[3],以及遺傳多樣性[4]和工廠化人工育苗等方面[5],而關(guān)于脈紅螺胚胎發(fā)育方面的圖像資料卻鮮見報(bào)道。本研究中,作者在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察了脈紅螺的胚胎發(fā)育、孵化和幼體發(fā)育過程,以期為脈紅螺的全人工繁育提供基礎(chǔ)資料。
研究用脈紅螺親螺于2011年7月13日采自大連大長(zhǎng)山島海域,殼高為100 ~130 mm,外形完整,無損傷。
將48 個(gè)親螺暫養(yǎng)于3 個(gè)玻璃鋼(1.2 m×1.0 m×0.8 m)水池內(nèi),暫養(yǎng)密度為16 個(gè)/m3。每天清底,換水2次,每次換水1/2,連續(xù)充氣增氧。過量投喂蝦夷扇貝、菲律賓蛤仔、四角蛤蜊等餌料。每天定時(shí)從同一天產(chǎn)的卵囊中取樣,觀察受精卵在卵囊內(nèi)的孵化、胚胎發(fā)育和幼體發(fā)育過程,并在顯微鏡下拍照。
脈紅螺屬雌雄異體,交配時(shí),雄性脈紅螺與雌性脈紅螺殼口呈約45°角相對(duì),雄性脈紅螺將其外套腔右側(cè)的交接器伸入到雌性產(chǎn)卵孔內(nèi)(圖1-A),將精子送入儲(chǔ)精囊。交接器較長(zhǎng),靜止?fàn)顟B(tài)下長(zhǎng)度為3 ~4 cm,交接器末端有一鐮刀狀彎鉤(圖1-B)。
受精后,雌性脈紅螺便開始產(chǎn)卵囊,產(chǎn)卵前會(huì)對(duì)產(chǎn)卵基進(jìn)行選擇,一般會(huì)將卵囊產(chǎn)在養(yǎng)殖池壁、池底和其他一些質(zhì)地較為堅(jiān)硬的附著基上。卵囊表面較為光滑,呈菊花瓣?duì)睿庵鼙灰粚影胪该髑逸^厚的膠質(zhì)膜所覆蓋,具有保護(hù)卵囊內(nèi)受精卵的作用(圖1-C)。卵囊內(nèi)含有許多受精卵和一種黏稠透明狀的營(yíng)養(yǎng)液,受精卵均勻懸浮于該液體中(圖1-D)。
卵囊長(zhǎng)短有差異,最短為15.68 mm,含受精卵1028 粒左右;最長(zhǎng)為25.83 mm,含受精卵3042粒左右;平均長(zhǎng)度為17.33 mm,含受精卵1215 粒左右。
2.3.1 卵裂期在水溫為21 ~22 ℃條件下解剖觀察卵囊內(nèi)受精卵的發(fā)育過程。脈紅螺受精卵為圓形(圖1-G),卵徑為205 μm 左右。受精后6 h 放出第一極體,9 h 放出第二極體,兩個(gè)極體重疊于動(dòng)物極(圖1-H)。脈紅螺卵裂方式為盤狀卵裂,當(dāng)極體排出后,動(dòng)物極開始逐漸內(nèi)陷、隆起,形成胚盤(圖1-I)。受精后20 h 形成2 細(xì)胞期(圖1-J),32 h 形成4 細(xì)胞期(圖1-K),2 ~3 d 后形成多細(xì)胞期(圖1-L)。隨著分裂球數(shù)量的增多,胚胎開始進(jìn)入桑椹期。
2.3.2 囊胚期 受精后4 d,胚胎發(fā)育至囊胚期(圖1-M)。此時(shí)胚胎略呈橢圓形,細(xì)胞外凸,植物極細(xì)胞大于動(dòng)物極細(xì)胞。
2.3.3 原腸胚期 受精后5 ~6 d,胚胎發(fā)育至原腸胚期(圖1-N)。此時(shí)原腸胚外層細(xì)胞自動(dòng)物極向植物極包被整個(gè)胚胎的2/3 以上,后逐漸下包,同時(shí)植物極細(xì)胞開始內(nèi)陷,形成原口。原口附近出現(xiàn)少量的纖毛,胚體可以借助纖毛擺動(dòng)在卵囊內(nèi)較緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.3.4 膜內(nèi)擔(dān)輪幼蟲期 胚胎約經(jīng)11 d 發(fā)育至擔(dān)輪幼蟲期(圖1-O)。此時(shí)胚體兩側(cè)突起逐漸消失,胚體拉長(zhǎng),表面出現(xiàn)短而細(xì)的纖毛,隨著生長(zhǎng)纖毛的逐漸增多,胚體靠纖毛擺動(dòng)在卵囊內(nèi)做間歇性旋轉(zhuǎn),一般為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)卵囊呈淺灰色。
2.3.5 膜內(nèi)面盤幼蟲期 經(jīng)18 ~20 d,胚體發(fā)育至膜內(nèi)面盤幼蟲期。此時(shí)胚胎體積明顯增大,出現(xiàn)足原基,并在足基部出現(xiàn)無色透明的長(zhǎng)圓形厴,胚殼薄而透明。頭部形成面盤,面盤呈雙瓣?duì)?,表面光滑、透明,外緣? 層,各生有一圈纖毛,外圈纖毛長(zhǎng)于內(nèi)圈纖毛,形成環(huán)繞面盤的食物溝。出膜后,幼體通過擺動(dòng)纖毛,在面盤表面形成水流,借此將因纖毛擺動(dòng)而搜集到的藻細(xì)胞輸送到食物溝中。隨著幼蟲的發(fā)育,卵囊內(nèi)膠狀物質(zhì)逐漸溶解不再黏稠,此時(shí)卵囊呈灰黑色(圖1-D)。幼蟲活動(dòng)加強(qiáng),在卵囊液中頻繁擺動(dòng)纖毛,做間歇性活動(dòng),有時(shí)收縮面盤與足,處于短暫的靜止?fàn)顟B(tài)(圖1-P)。此時(shí)如人為將卵囊弄破,放散出的幼蟲亦能利用纖毛擺動(dòng)而自由游泳。
2.3.6 孵化 在水溫為21 ~22 ℃條件下,經(jīng)20 ~26 d,面盤幼蟲逐漸從卵囊頂孔中孵出,在水中營(yíng)浮游生活,隨著幼蟲的孵出,卵囊逐漸由灰黑色變?yōu)榘咨?圖1-E、F)。脈紅螺受精卵在卵囊內(nèi)的孵化時(shí)間與水溫、水流有關(guān),水溫為23~24 ℃時(shí)只需16 d。
2.4.1 面盤幼蟲 剛孵出的面盤幼蟲平均殼高約340 μm,殼寬約290 μm,具有1 對(duì)雙葉形的面盤,面盤四周纖毛密集,浮游能力較強(qiáng)。具有平衡囊和眼點(diǎn)各1 對(duì),透過幼蟲半透明的外殼可觀察到幼蟲心臟搏動(dòng),以及胃和腸等消化管道雛形。幼體纖毛的不停擺動(dòng)可使養(yǎng)殖池內(nèi)大量的幼體在水體中呈螺旋狀快速游動(dòng),纖毛擺動(dòng)又可使幼體攝食等鞭金藻Isochrysis galbana和小球藻Chlorella saccharophila等單細(xì)胞藻類(圖1-Q)。
2.4.2 后期面盤幼蟲 孵出2 ~6 d 后,幼蟲形態(tài)發(fā)生明顯變化,面盤下分化出足和厴,左右兩葉面盤中部開始凹陷,并逐步加深成4 葉,呈蝶狀。孵出16 d 后,幼蟲出現(xiàn)2 ~3 個(gè)螺層,貝殼形成前后溝,足發(fā)達(dá)呈靴狀,能頻繁伸出殼外做匍匐運(yùn)動(dòng),足內(nèi)平衡囊清晰可見,頭部出現(xiàn)一對(duì)觸角和基眼,幼蟲進(jìn)入附著變態(tài)期(圖1-R、S)。
2.4.3 匍匐幼蟲 面盤幼蟲經(jīng)過28 ~30 d 的發(fā)育,平均殼寬達(dá)到1200 μm 左右時(shí),面盤萎縮退化(圖1-T),失去游泳能力,附著變態(tài)為稚螺。稚螺有3 ~4 個(gè)螺層,殼高為1.4 ~1.6 mm,殼寬為0.9 ~1.1 mm,足的蹠面寬廣、發(fā)達(dá),能翻身,頭部有觸角1 對(duì),眼1 對(duì),吻明顯可見,主動(dòng)舔食,喜群居(圖1-U)。
大部分水生腹足類排出的卵子往往會(huì)黏集成群,稱為“卵群”[6]。而卵群形狀也隨腹足類的種類不同出現(xiàn)多樣化:蠣敵荔枝螺Thais gradate 的卵群呈瓶狀,海兔Aplysia dactylomela 的卵群為絲狀,俗稱“海掛面”,泥螺Bullacta exarata 的卵群呈球狀,香螺Neptunea arthritica 的卵群呈玉米芯狀,俗稱“海苞米”[6],而扁玉螺Neverita didyma 的卵群呈圍領(lǐng)狀[7]。螺類卵群形狀的多樣化可能與其各自不同的進(jìn)化過程有關(guān),其真正原因尚有待于進(jìn)一步研究。另外,本研究中,單個(gè)卵囊呈菊花瓣?duì)睿ǔ?huì)平列聚集很多(圖1-C),這與黃口荔枝螺Thais luteostoma 的卵群相似[8],但卵囊規(guī)格卻存在顯著差異。黃口荔枝螺的卵囊最長(zhǎng)為8.24 mm,最短為6.38 mm;而本研究中觀察到的脈紅螺卵囊規(guī)格與魏利平等[3]的觀察結(jié)果相似,最長(zhǎng)為25.83 mm,最短為15.68 mm。
圖1 脈紅螺的早期發(fā)育Fig.1 The early development of snail Rapana venosa
脈紅螺的卵裂為典型的不完全卵裂中的盤狀卵裂。當(dāng)極體排出后,動(dòng)物極逐漸內(nèi)陷、隆起,形成胚盤,胚盤經(jīng)裂為2 個(gè)大小相等的分裂球。這種卵裂方式與黃口荔枝螺的卵裂方式相同[8],而與扁玉螺[7]和斑玉螺[9]的不均等式螺旋卵裂存在差異。有學(xué)者報(bào)道[10-11],貝類幼蟲的發(fā)育一般可分為卵黃營(yíng)養(yǎng)、浮游營(yíng)養(yǎng)和直接營(yíng)養(yǎng)3種類型。卵黃營(yíng)養(yǎng)型是指幼蟲以自身的卵黃為營(yíng)養(yǎng),很少依賴或不依賴浮游生物,浮游生活較短;浮游營(yíng)養(yǎng)型是指幼蟲主要以浮游植物為食,浮游時(shí)間較長(zhǎng),一般達(dá)數(shù)周甚至幾月;直接營(yíng)養(yǎng)型是指整個(gè)胚胎和幼蟲發(fā)育都在卵殼內(nèi)進(jìn)行。由此可見,脈紅螺的幼蟲發(fā)育屬于浮游營(yíng)養(yǎng)類型。對(duì)比發(fā)現(xiàn),剛孵化的脈紅螺面盤幼蟲與扁玉螺的早期面盤幼蟲在形態(tài)上并無顯著差別,但隨著幼蟲的不斷發(fā)育,其形態(tài)卻會(huì)發(fā)生很大差異[7]。脈紅螺和扁玉螺都是在后期面盤幼蟲時(shí)期面盤中部開始凹陷,但脈紅螺凹陷的程度比扁玉螺深得多,并在后期面盤幼蟲的面盤出現(xiàn)明顯的色素沉淀。這和乳玉螺屬的Polinices pulchellus和P.lewisii 面盤幼蟲發(fā)育過程相類似[12-13]。因此,骨螺科動(dòng)物不同種之間的胚胎發(fā)育既有差異,又有相似之處。柳敏海等[8]認(rèn)為,種間差異反映了骨螺科動(dòng)物不同種之間發(fā)育過程中的獨(dú)自特點(diǎn),而相似之處則說明他們?cè)诎l(fā)育過程中其形態(tài)上的共性。
本研究中發(fā)現(xiàn),在一定環(huán)境條件下,當(dāng)卵囊內(nèi)脈紅螺胚胎幼體發(fā)育至面盤幼蟲時(shí),便開始破膜孵出,破膜而出的脈紅螺幼蟲經(jīng)歷3 個(gè)發(fā)育階段:浮游幼蟲、匍匐幼蟲和稚螺,屬間接發(fā)生型。這與前鰓亞綱新腹足目的臺(tái)灣東風(fēng)螺[14]以及中腹足目的斑玉螺[9]和毛嵌線螺[15]等大多數(shù)種類相似,都屬于胚胎發(fā)育至面盤幼蟲從卵囊中孵化的間接發(fā)生型,而與屬于直接發(fā)生型的新腹足目的香螺和管角螺截然不同[16]。從水產(chǎn)動(dòng)物進(jìn)化發(fā)生角度分析,脈紅螺和扁玉螺等骨螺科動(dòng)物的間接發(fā)生型較為低等。卵囊對(duì)于保護(hù)卵囊內(nèi)胚胎起到了重要作用,破膜而出的浮游幼蟲暫時(shí)避開了與成體競(jìng)爭(zhēng)食物,降低了沉在海底的死亡率,同時(shí)也降低了下一次繁殖時(shí)近親交配的可能,并且通過來自其他群體浮游幼蟲的不斷補(bǔ)充,會(huì)有利于種群進(jìn)化,增加后代對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)能力[7]。
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