实验室条件下鱼类视角与个体邻近距离关系的探究

在麦穗鱼（Pseudorasbora parva）鱼群中,随着邻居鱼的靠拢,其影像在本鱼眼睛中占的视角越大。为了进一步探究其他的鱼群是否也存在相同的规律,本实验选用个体体长较小的喜成群的红鼻剪刀鱼（Hemigrammus rbodostomus）[由30尾组成,平均体长：（20.3±0.2）mm]作为对比研究对象。将其放置在水深5cm的水族缸（78.0cm×52.0cm×65.0cm）中,使用摄像机从正上方拍摄鱼群影像。逐幅提取鱼群影像中各个体的头部、质心（近头部1/3处）、尾部的二维数据,经过数据处理,分析视角与NND间的关系。结果表明：1）红鼻剪刀鱼与麦穗鱼的视角均集中在80o内,即本鱼观察邻居鱼的视角不大于80度。2）在体长差异较大的两种鱼群中,邻近个体占据本鱼的视野范围不会因为鱼体的增大而增加。3）邻近个体占据本鱼视野的最大视角与两者NND间满足以下关系：xy=A,y为视角（用弧度表示）,x为NND（单位:BL）,A为常数。该规律适用于麦穗鱼与红鼻鱼群体。4）该关系式表示,当邻居鱼靠近本鱼时,为了避免碰撞,鱼类个体用视角作为控制的主要参数,调整相互距离;此表明视觉在起主导作用,而侧线,嗅觉、电感觉、磁感觉等即使起作用,也处于次要的地位。     

生态情境及其测定次序对镜鲤幼鱼群体行为的影响

鱼类个体因为社会原因而聚集的现象称为鱼类群体行为, 受到多种因素的影响。为考察生态情境及其测定次序对镜鲤(Cyprinus carpio var. specularis)幼鱼群体行为的影响, 本研究以喜集群的镜鲤幼鱼为研究对象, 将大小相近且健康的实验鱼随机分成固定组和随机组, 将每个处理组的鱼群放在不同的生态情境(开放水域环境、食物环境和食物+避难所环境)条件下拍摄实验鱼的群体行为, 并且采用抽签的方式确定随机组的拍摄顺序以模拟生态情境转变。结果发现: (1) 生态情境复杂性的增加和测定次序的改变降低了个体游泳速度及其同步性。(2) 生态情境复杂性的增加会增大最近邻距离和个体间距离, 然而测定次序的改变降低了非开放水域环境(食物环境和食物+避难所环境)的最近邻距离。(3) 生态情境复杂性的增加降低了开放水域环境和食物+避难所环境的群体游泳速度和群体运动时间比。(4) 镜鲤的个体间距离和群体极性呈负相关, 而随机顺序增强了其在开放水域环境和食物+避难所环境中的负相关程度。结果表明, 生态情境复杂度越高, 其群体凝聚力和协调性越低; 而随机顺序增强了镜鲤幼鱼的凝聚力和其在非开放水域环境的协调性, 降低了镜鲤幼鱼群体在开放水域的协调性, 从而显示了该鱼显著的集群行为, 对群体运动中个体成员的信息交流有着积极的影响。     

3个德国镜鲤养殖群体遗传变异的微卫星分析

利用10个多态微卫星标记对我国北方不同地区3个德国镜鲤(Cyprinus carpioL.mirror)群体(绥化,BL;哈尔滨,BZ;天津,TJ)的遗传多样性及群体间的亲缘关系进行研究。结果显示,3个养殖群体在10个位点上表现出较高的多态性,其中9个位点表现为高度多态(PIC>0.5);平均杂合度为0.629 3;10个位点共检测出144个等位基因;BL与TJ群体的总体变异水平高于BZ群体。Nei氏DA遗传距离分析显示,BL与TJ群体的遗传距离最近,而与BZ群体的遗传距离最远;群体间遗传分化微弱(Fst=0.031 5),群体内变异占总变异的96.85%,3个群体各自特有的等位基因频率普遍较低(0.0125~0.1500),群体共有的等位基因频率相对较高。上述结果表明,3个德国镜鲤养殖群体仍保持着较高的遗传多样性,群体间未产生明显的遗传分化。     

垂钓胁迫对中华倒刺鲃幼鱼群体行为的影响

自然界中鱼类个体因为社会原因集聚的现象称为鱼类群体行为。为考察垂钓胁迫对鲤科鱼类群体行为的影响, 本研究以喜集群的中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为研究对象, 将大小相近且健康的实验鱼随机分成对照组和垂钓组, 每个处理组包括 18 个鱼群。在(27.3±0.2) ℃水温条件下, 两处理组于垂钓胁迫前(第 0 天)后(第 14 天)在开放水域环境条件下各拍摄 1 次 15 min 的群体行为视频。实验期间, 垂钓组连续垂钓 14 d, 每天垂钓 4 h, 对照组在此期间不进行垂钓。研究发现: (1)垂钓胁迫增加中华倒刺鲃的个体游泳运动速度和个体移动总路程, 降低个体游泳同步性。(2)垂钓胁迫会增加中华倒刺鲃的个体间距离和最近邻距离。(3)虽然垂钓胁迫对中华倒刺鲃的群体运动速度和群体运动时间百分比无影响, 但导致其群体极性下降。(4)中华倒刺鲃的最近邻距离和群体极性呈负相关, 而垂钓胁迫增强二者的相关性。结果表明, 垂钓胁迫降低中华倒刺鲃鱼群的协调性和凝聚力, 对群体运动中个体成员间的信息交流可能产生负面影响。该种鱼群体凝聚力和协调性之间的权衡强度在垂钓胁迫后明显增强, 暗示群体的整体外部轮廓由短梭形向长梭形调整。     

经验对欧洲舌齿鲈幼鱼行为及其关联性指标的影响

学习和信息传递是鱼类认知过程中的重要内容。本研究设计了特定实验装置，通过2个实验测定了欧洲舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)幼鱼在有/无有经验个体条件下完成任务的时间和行为表现。实验装置呈“L”型，有3个PVC材质构建的60 cm×60 cm的实验区域，2个相邻区域之间用内径为12 cm的圆柱体通道连通(即通道1和通道2)。结果显示：(1)实验1中无有经验鱼陪伴的个体(AF)和实验2中有有经验鱼陪伴的个体(SF)通过通道2的时间均显著低于通过通道1的时间(P<0.05)；(2)分别对2个实验中AF和SF通过通道1或通道2的时间进行比较，结果均无显著差异(P>0.05)；(3)实验2中成对鱼的移动距离、速度、加速度、转角和活跃度均表现出显著相关性。本研究表明，有经验个体的存在能够影响无经验个体的行为表现，但无经验个体在探索环境的过程中，自身可能会获得更复杂的信息。本研究旨在为今后深入研究鱼类认知、通讯和社会互动等行为提供参考。     

五种海洋生物葡萄糖磷酸变位酶和磷酸葡萄糖异构酶的同工酶分析

应用RAPD技术对珠江水系西江段广西桂平至广东肇庆之间的野生卷口鱼遗传多样性进行分析。利用20个随机引物对卷口鱼30个个体的基因组DNA进行了PCR扩增,一共扩增出3840条DNA片段,平均每个个体扩增出128条带。在检测到的128个位点中,多态位点数为85个,占66.4%,标记的分子量在0.2~3 kb之间。个体间最大的遗传距离为0.291 3,个体间最小的遗传距离为0.029 1。30个个体间的平均遗传距离为0.150 1±0.034 3。与野生草鱼、鲫鱼、黄颡鱼、胭脂鱼等相比,卷口鱼的遗传多样性水平较高,表明野生卷口鱼可能存在较大的群体。采用临近聚类法(NJTREE)构建了30个个体相互关系的分支图。30个个体被分为两个群体,显示野生卷口鱼在广西桂平至广东肇庆之间的江段中可能至少存在两个种群。本研究为卷口鱼的种质保护、合理开发利用以及选择育种提供了一些基础数据。     

剑尾鱼RW-H近交系20个微卫星位点的遗传结构

为了对水生实验动物剑尾鱼(Xiphophorus helleri)RW-H系近交15代的遗传结构进行研究,寻找该近交系的标志基因位点,选择20个在野生剑尾鱼群体具多态性的微卫星位点,对剑尾鱼RW-H系(红眼白体)30尾个体进行分析。结果表明,其中有17个位点为单态,有可能作为该近交系的标志基因位点;另外3个位点Msa012、Msa033和Msc036具有多态性,多态信息含量值分别为0.3047、0.3457和0.3648。通过Pop-gene 3.2软件分析得知全部基因位点的纯合率达到了95.83%,个体间平均遗传距离为0.0482(0.000 0~0.1625),遗传相似系数为0.9518(0.8500~1.0000),说明剑尾鱼RW-H系已经具有很高的近交程度。几个多态性位点的发现,可以指导近交选育,加快选育进度。本研究方法不仅检测出剑尾鱼RW-H系具较低的遗传多样性,而且可为中国建立分子水平的实验动物监测标准提供基础数据。     

大渡河软刺裸裂尻鱼（Schizopygopsis malacanthus）游泳能力研究

为了探究大渡河软刺裸裂尻鱼的游泳能力,为大渡河水域过鱼设施的设计提供基础数据支持以及充实鱼类游泳能力机制的数据资料。本研究采用递增流速法,用自制Brett-type水槽对大渡河软刺裸裂尻鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试。结果表明,在水温范围为11.9~14.1℃条件下,体长为15~21.5cm,体重为34.8~152.9g的大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对感应流速为0.084~0.0948m/s,相对感应流速为0.321~0.588BL/s,相对感应游泳速度随体长增大而减小;绝对临界游泳速度（Ucrit）为0.61~1.31m/s,相对临界游泳速度为4.16~5.076BL/s,这两者均随体长增大而增大;大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对突进游泳速度（Uburst）为1.02~1.4m/s,与体长关系并不显著（P>0.05）,相对突进游泳速度为5.73~8.36BL/s,随体长增加而减小。通过视频回放发现,试验鱼突进游泳速度测试过程分为三个阶段：占突进速度0~29%,速度范围为0~0.4m/s;占突进速度29%~60%,速度范围为0.4~0.84m/s;占突进速度60%~100%,速度范围为0.84~1.4m/s。各阶段的静止不动、平稳摆动、冲刺-滑行三种游泳状态所占比例有显著不同。本研究可为以大渡河软刺裸裂尻鱼为过鱼对象的过鱼设施设计提供流速指标参考。     

内蒙古达里湖和岗更湖东北雅罗鱼线粒体Cyt b基因序列多态性研究

为探讨东北雅罗鱼内蒙古达里湖和岗更湖两个群体的种群遗传结构和遗传多样性,对这两个群体60尾鱼的mtDNA Cyt b核苷酸序列进行了测定,获得了1 254 bp的核苷酸序列。试验结果:测序基因片段中T、C、A、G碱基的平均含量,达里湖群体分别为27.7%、31.1%、23.5%、17.8%,岗更湖群体分别为27.8%、30.9%、23.84%、17.6%,两者间未见明显差异;达里湖群体存在16个多态性位点,归结为8个单倍型;岗更湖群体存在18个多态性位点,可归结为9个单倍型,表明岗更湖群体的基因多样性高于达里湖群体;岗更湖和达里湖群体间的平均遗传距离为0.067 0,达里湖群体内个体间的平均遗传距离为0.007 4,岗更湖群体内个体之间的平均遗传距离为0.063 3;岗更湖群体的遗传分化大于达里湖群体。     

基于线粒体Cyt b基因和D-loop区序列的长麦穗鱼遗传多样性研究

为研究长麦穗鱼(Pseudorasbora elongata)的遗传多样性现状,本研究利用线粒体Cyt b基因和D-loop区序列,分析了长江中下游安徽境内皖南山区的闪里(SL)、历口(LK)和石台(ST) 3个长麦穗鱼群体的遗传多样性及遗传结构。结果显示,基于Cyt b和D-loop序列定义的单倍型数分别为18和27,整体单倍型多样性指数(H_d)和核苷酸多样性指数(π)分别为0.792和0.01332、0.777和0.01140,2个标记均显示ST群体遗传多样性相对最低;群体间的遗传距离为0.00173～0.03615 (Cyt b)、0.00193～0.02639 (D-loop);遗传分化指数(F_st)和基因流(N_m)均表明ST群体和SL及LK群体间存在显著的遗传分化;分子方差分析(AMOVA)表明,长麦穗鱼群体间的遗传变异(94.60%、90.69%)远高于群体内(5.40%、9.31%),遗传变异主要来自群体间;单倍型系统进化树及网络结构图分析显示,SL和LK群体遗传关系较近,聚为一支,而ST群体单独聚为一支,...     

Ontogeny of schooling behavior in the oval squid <Emphasis Type="Italic">Sepioteuthis lessoniana</Emphasis>

In contrast to schooling behavior in fish, which is well documented, the schooling behavior of an evolutionary counterpart, squid, has not been adequately described in the literature. In the current study, we investigated the ontogeny of schooling behavior in the oval squid Sepioteuthis lessoniana reared from hatching to about two months of age. During the two months of development, the distance and angle between nearest-neighbor individuals decreased from 5.3 mantle lengths (ML) to 1.8 ML and from 42.7° to 24.2°, respectively. In addition, the swimming distance of individuals in experimental duration decreased from 530.4 to 79.9 ML, and the relative swimming speed also decreased from 17.1 to 4.6 ML/s during the same period, with increasing synchronized hovering of individuals. These observations clearly suggest that oval squid swim randomly until 20 days after hatching, then form a school 30–60 days after hatching with an inter-individual distance of 2.0 ML. At two months after hatching, oval squid individuals swam in a parallel orientation and formed a belt-shaped arrangement, similar to the adult schooling behavior observed in natural populations.     

红鼻鱼群体结构的数学建模与仿真可视化

探索通过数学模型和计算机仿真模拟的方法,分析推测影响鱼群群体空间分布的主要因子。初步研究结果表明,在视觉、游泳能力等诸因子中,鱼类的视觉能力,包括视距和视野对鱼群结构有重要影响,其中最大视觉能力范围是主要因素。该实验结果为实验观察提供了启示。可视化仿真结果与红鼻鱼群体录像资料的对比验证结果表明,采用IBMs理论建立数学模型,进行模拟研究的方法可行,仿真模拟的鱼群动态结果可以表现出与红鼻鱼群体实际运动相类似的分布状态。表明可视化仿真技术有助于对群体运动问题的探索和理解。     

An individual based model of fish school reactions: predicting antipredator behaviour as observed in nature

An object-orientated, two-dimensional, cellular automata (CA) model is developed to describe and predict the schooling behaviour of fish in general, with Norwegian spring-spawning herring, Clupea harengus L., being used as a case study. The CA model is applied to visualize internal school dynamics based on individual decision rules. Several antipredator strategies, such as split , join and vacuole, performed by schools during predator attack, are visualized in the model. The primary driving force of individual fish is based on simple attraction rules. The model includes stochastic elements which assume that individual herring do not have perfect information about their surroundings. Isolation of individual fish from a school during predator attack is also predicted by the model. The disruption of highly organized fish schools, followed by an attack on solitary herring individuals, may be an important tactic for predators feeding on schooling prey. The conceptual CA model identifies patterns and mechanisms both within and between schools that may be important in all schooling fish. Model simulations are compared with observed predator–prey interactions between killer whales, Orcinus orca L., and herring in northern Norway.     

流水和静水条件下鲢幼鱼对不同强度光源的趋性行为研究

结合鱼类的集群行为,探究了在流水和静水处理下鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼的光强偏好。实验流速工况设置包括静水和流水(流速为0.1m/s),光强水平设置为0、10、20、40、70、110lx,并依次进行了实验对象的个体(1尾)实验和群体(5尾)实验。结果显示:(1)个体流水处理在不同光照度水平下的吸引率和排斥率均无显著性差异(P0.05),但个体静水处理20lx和110lx组的光吸引率显著大于40lx和70lx组(P0.05),其他均无显著差异(P0.05);(2)不同流速和实验鱼数量下的光吸引率,由高到低依次为群体流水处理、群体静水处理、个体流水处理、个体静水处理。光排斥率由高到低依次为个体静水处理、个体流水处理、群体静水处理、群体流水处理。研究表明,一定水流速度能够刺激鲢幼鱼趋流,从而提高光的吸引作用,且群体的趋光性要强于个体;(3)流水处理下,鲢幼鱼的最近邻距离(DNN,群体紧凑程度指标)随光强的增大,先减小后增大,集群程度先升高后降低,其中,70lx水平对应的DNN显著高于0lx(F=1.489,P0.05),而静水处理下各光强水平对应的实验鱼DNN无显著性差异(P0.05),集群行为无明显变化。     

东、黄渤海带鱼的洄游路线

为了研究带鱼的洄游路线,根据我国10余个主要渔业公司1971、1972、1981和1982年带鱼捕捞统计资料,先绘制带鱼鱼群移动影像图,据此进一步研究东、黄渤海近海带鱼的洄游路线图。结果显示,带鱼越冬场、产卵场和索饵场范围广阔,在空间上具有一定的重叠性。带鱼还有分批越冬、产卵和索饵洄游的特性,不同群体越冬、产卵和索饵洄游在时间上也有一定的重叠性。北方带鱼群体的越冬场主要在32°00'～36°00'N,124°00'～126°00'E黄海暖流水域。3—7月北上进入海州湾、乳山湾、海洋岛和渤海各湾产卵场;8—9月在产卵场外围宽阔水域索饵;9—11月游出渤海,绕过成山头南下,沿禁渔线外侧,沿途分别汇合海州湾、乳山湾及海洋岛的越冬鱼群,到了34°00'N后折向东南,分批于12月到达越冬场。南方带鱼群体越冬场主要位于浙江中南部禁渔线外侧,其次是济州岛西南海域。每年3—4月起,南部越冬的带鱼鱼群大致以每2个月1个纬度的速度向东北方向移动;5—7月,产卵洄游的鱼群到达舟山渔场和长江口渔场产卵;7—8月,产卵后的索饵群体北上黄海南部大沙渔场索饵;9月,索饵群体前锋到达35°00'N禁渔线外侧。10月以后,随着冷空气南下,南部群体带鱼向南越冬洄游,并且在10月回到长江口海域。其中小部分群体游向外海越冬场,大部分群体继续南下回到东海中南部近海的越冬场。台湾暖流和黄海暖流的进退和消长是影响带鱼越冬洄游路线空间和时间变化的主要环境因素。     

基于线粒体Cyt b分析入侵云南四大水系的麦穗鱼群体遗传结构

为揭示麦穗鱼入侵云南后群体的遗传多样性和遗传分化差异现状,实验采集了云南澜沧江、怒江、红河、伊洛瓦底江水系13个样点,及黄河、长江、珠江原产地水系6个样点的麦穗鱼群体共计220尾样本,利用线粒体细胞色素b基因(Cyt b)全序列作为分子标记,初步分析了麦穗鱼群体的遗传多样性、遗传结构和遗传分化情况。结果显示,共检测到72个变异位点,定义25个Cyt b单倍型。云南四大水系麦穗鱼单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.828±0.014和0.005 44±0.001 18。云南四大水系和黄河、长江、珠江水系相比,具有较高的遗传多样性。单倍型系统发育树与单倍型网络图显示,黄河群体单倍型独立,云南各水系单倍型与珠江、长江单倍型混杂,推测云南麦穗鱼主要来源于珠江和长江,这与云南省引种经济鱼类历史一致。分子变异分析(AMOVA)显示,云南四大水系麦穗鱼群体间具有程度较高的遗传分化,其中大多数遗传变异存在于群体内(72.60%),群体间的遗传变异为28.62%,水系间为1.22%。结果发现麦穗鱼遗传分化与当前水系的分布格局不吻合。Fu’s Fs中性检验结果和核苷酸不配对分析结果均表明,云南四大水系麦穗鱼群体未发生扩张。麦穗鱼进入云南各水系后,单倍型多样性较高,可能来源于多个地区。在后续对麦穗鱼的管理过程中,需要注意避免单倍型特殊的群体与其他地区群体的交流,减少水系间相互引种。此外,通过开发麦穗鱼资源利用方式来提高麦穗鱼利用率,以控制其群体数量,从而减小其对当地土著物种和渔业养殖的危害。     

基于菲涅耳现象的LED集鱼灯最佳入射角研究

为了解决平板式LED集鱼灯安装不合理的现状,使得LED集鱼灯光能得到有效利用,提高诱、集鱼效果,实验分析了海面的菲涅耳现象,利用光学的临界条件原理推导出了菲涅尔公式,并利用透射率和折射率的定义式,得到光通过两个不同介质分界面时透射率和折射率的各分量与入射角的关系式,进而利用MATLAB仿真了光在通过海面时透射率和反射率随入射角改变而变化的函数图像。结果显示,透射光强最大时的入射角为53.6°,可以此入射角指导LED集鱼灯在渔船上的安装。对于平板式LED集鱼灯,安装角度可取36.4°;对于三列式LED集鱼灯,安装角度可取23.6°,相邻两列LED集鱼灯的夹角为160°。     

鳙幼鱼下行过坝的水力导鱼栅实验

分析不同叶片角和布置角下导鱼栅的导鱼效果,获取最优的导鱼栅布置方式,为下行过鱼设施设计提供理论依据及参考。以鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为研究对象,通过设置导鱼栅布置角度(15°、30°、45°)和叶片角度(15°、30°、45°、90°),在室内开展模型实验,分析鳙从导鱼旁路下行(引导成功)和从导鱼栅叶片间隙下行(引导失败)的通过率,确定最优运行工况。结果表明:在所有工况下,实验鱼均出现了顶流现象,但顶流率均小于50%;导鱼栅布置角和叶片角同为30°时,辅助鱼类下行的成功率最高,达95%;其他工况下,成功率均低于75%。导鱼栅附近的水力条件表明,流速沿着导鱼栅方向呈现波浪线上升,紊动能分布总体呈现先上升后下降的趋势,紊动能范围为0~0.0032 m²/s²。     

Influences of population density,temperature and latitude on the growth of invasive topmouth gudgeon Pseudorasbora parva

Plasticity in life‐history traits provides advantages for introduced fish in overcoming demographic bottlenecks that would otherwise inhibit establishment. Here, the influence of population density, temperature and latitude was tested on the growth increments and growth rates of invasive populations of topmouth gudgeon Pseudorasbora parva, a small Asian cyprinid fish that is invasive across Europe. Aquaria experiments tested the roles of fish number and temperature on growth increments under a fixed food supply, pond experiments tested the role of density on growth increments, and a field study completed in England and Wales tested the influence of density and latitude on growth rates. In aquaria experiments, whilst growth increments were higher at 21 and 23 °C than at 19 and 25 °C, fish number had a greater influence on growth than temperature. Higher growth increments were produced at lower densities. In experimental ponds, growth increments were significantly higher in ponds with low densities of P. parva compared with those at elevated densities. In the field study comprising 10 wild populations across a latitudinal gradient of 4.0°N, a difference in mean air temperatures of approximately 3 °C, and estimated densities between 0.5 and 65.0 m^?2, population density was the only significant predictor of growth rates. Whilst populations at very low densities comprised of significantly faster growing individuals, there were no significant differences when densities were between 15 and 65 m^?2. Thus, invasive P. parva populations have considerable growth plasticity, especially at low densities, with this likely to be important in their ability to colonise new environments.