鱼类游泳能力及“捕食-逃逸”行为的研究

摘要

为了考察鱼类游泳能力和“捕食－逃逸”行为对环境因子的响应及其内在的关联，本实验包含以下两部分。实验I：驯化温度、饥饿和溶氧水平对鲫鱼（Carassius auratus）幼鱼游泳能力的影响；实验II：饥饿对三种鱼类（1种捕食者+2种猎物鱼）游泳能力以及“捕食－逃逸”行为的影响。
　　实验I以鲫鱼幼鱼为实验对象，分别测定了不同驯化温度（20℃vs.10℃）、饥饿（0、2、4周）和溶氧水平（9、5和2.5 mg L-1）下实验鱼的快速启动最大线速度（Vmax）、匀加速游泳速度（Ucat）和临界游泳速度（Ucrit）。实验II以猎物鱼--麦穗鱼幼鱼（Pseudorasbora parva）和高体鰟鮍幼鱼（Rhodeus ocellatus）以及捕食者--乌鳢幼鱼（Channa argus）作为实验对象，在不同饥饿条件下（0周至饥饿半致死）测定快速启动相关参数、匀加速游泳运动最大速度（Ucat）和步伐转换速度（Ugt），并观测两个捕食对（乌鳢幼鱼vs.麦穗鱼幼鱼、乌鳢幼鱼vs.高体鰟鮍幼鱼）的“捕食－逃逸”行为。
　　主要实验结果：
　　实验I：
　　1.当温度由20℃降低到10℃，鲫鱼的三种游泳速度均有显著下降，Vmax、Ucat和Ucrit的下降幅度分别为28％、31％和39％。
　　2.经历2～4周饥饿后，鲫鱼的Vmax没有显著变化。2周饥饿导致鲫鱼的Ucat和Ucrit分别下降14％和24％；4周饥饿后Ucat和Ucrit下降幅度相当（32％vs.29％）。
　　3.溶氧水平对鲫鱼的Vmax没有显著影响。溶氧由9 mgL-1下降至5 mgL-1，Ucat下降了27％，而Ucrit没有显著下降；当溶氧水平进一步下降至2.5 mgL-1，Ucat和Ucrit分别下降39％和34％。
　　实验II：
　　1.麦穗鱼幼鱼、高体鰟鮍幼鱼和乌鳢幼鱼的饥饿半致死期分别为2、4和9周；短期饥饿（1～4周，因种类饥饿耐受能力而异）条件下三种鱼的Vmax和Ucat无显著变化，但经历了各自的半致死饥饿后，各个游泳速度指标均显著下降（因乌鳢幼鱼的游泳方式的特殊性，本实验未获得其Ucat的相关数据）。
　　2.总体而言，乌鳢幼鱼对麦穗鱼幼鱼的捕食成功率高于对高体鰟鮍幼鱼的捕食成功率。经历1周的饥饿对“捕食－逃逸”行为无显著影响，2周饥饿导致乌鳢幼鱼对猎物鱼（麦穗鱼幼鱼和高体鰟鮍幼鱼）的追击时间比和追击频率显著上升，追击成功率也有所上升。而经历4周饥饿之后，乌鳢幼鱼的各捕食行为指标均减弱，但捕食成功率有所增加。
　　结果表明：
　　实验I:
　　1.本研究发现，温度的改变对这三种游泳能力的影响具有普遍性，可能是因为温度会影响到鱼类生理生化功能。Ucat对溶氧水平的敏感性高于Ucrit，提示Ucat的有氧运动部分更多依赖氧的利用而不是能量底物的运输。Ucrit对饥饿的敏感性高于其余两种游泳能力，这可能是由于Ucrit的持续时间长，对循环底物（对饥饿更敏感）的依赖程度比对肌肉组织的能量储存（对饥饿敏感性低）更高导致的。
　　2.三种游泳运动能力中，Vmax是最为保守的。在环境条件从最优化改变后，即受到压力下，Vmax和其余两种游泳能力的差异通常会加剧。
　　实验II:
　　1.高体鰟鮍幼鱼的游泳运动能力各个指标均显著优于麦穗鱼幼鱼，这可能为其总体上逃避敌害能力较高的原因之一。
　　2.饥饿会导致捕食者捕食策略的改变，经历2周饥饿后，捕食者追击行为更为频繁，成功率也有所上升；但长期饥饿（4周）后，乌鳢幼鱼捕食行为反而有所减弱。这种捕食策略的改变可能与捕食者和猎物双方的游泳能力和内在生理状况（食欲、能量储备和应激状态等）的相对变化有关。但总体上捕食者和猎物鱼的游泳能力对饥饿的响应具有不平行性，对捕食者更为有利。

目录

第一章 前言

1.1鱼类的游泳运动能力

1.1.1鱼类游泳运动分类

1.1.2鱼类游泳能力的评价指标

1.1.3鱼类游泳能力的影响因素

1.2鱼类捕食与游泳的关系

1.2.1 鱼类捕食策略类型

1.2.2 “捕食－逃逸”与游泳的关系

1.3 本研究的目的及意义

第二章温度、饥饿和溶氧水平对鲫鱼游泳能力的影响

2.1引言

2.2材料与方法

2.2.1实验对象及驯养

2.2.2实验方案

2.2.3测定方法及主要参数

2.2.4数据处理

2.3结果

2.3.1温度对游泳能力的影响

2.3.2饥饿对游泳能力的影响

2.3.3溶氧水平对游泳能力的影响

2.4讨论

2.4.1温度对游泳能力的影响

2.4.2饥饿对游泳能力的影响

2.4.3溶氧水平对游泳能力的影响

2.4.4三种游泳运动的比较

第三章 饥饿对三种鱼类游泳能力及”捕食－逃逸”行为的影响

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1实验对象及驯化

3.2.2实验方案

3.2.3测定方法及主要参数

3.2.4数据处理

3.3结果

3.3.1饥饿对三种鱼类游泳运动的影响

3.3.2饥饿对“捕食－逃逸”行为的影响

3.4 讨论

3.4.1饥饿对三种鱼类游泳能力的影响

3.4.2饥饿对“捕食－逃逸”行为的影响

参考文献

附录A:攻读硕士学位期间发表论文目录和科研情况

附录B:进化生理与行为学实验室成员

致谢

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