繁殖reproduction与早期发育.ppt
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1、第四章 繁殖(reproduction)与早期发育(early life history),第一节 繁殖繁殖是延续生命的关键环节物种的一切生物学适应最终是为了能繁衍后代鱼类作为多样性最大的脊椎动物,在很大程度上归因于其繁殖适应的多样性,一。性别与性征1。性别(sex)1)遗传性别指由遗传基因控制的性别,但从细胞学(染色体数目和组型等)角度只能识别3%。,2)性腺性别(生理性别)遗传性别-性器官分化-性腺性别-一般所指的性别,A。雌雄异体:大多数鱼类B。雌雄同体:隆头鱼,鲷,石斑鱼黄鳝:幼体都为雌体,繁殖一次后都成为雄体C。单性型:花锵,银鲫,2。性征(sexual characters)1)第
2、一性征指与繁殖活动直接有关的特征性腺,生殖导管,交接器(鳍脚等),2)第二性征与繁殖活动无直接关系,但和性腺发育及性激素分泌活动有关的特征,3。雌雄外形区别1)个体大小一般雌大雄小,但群体内各年龄组的个体混合在一起,光凭个体大小不容易区分,2)结构差异如软骨鱼类的鳍脚,硬骨鱼类旁皮性成熟后的产卵管等,3)体色(婚姻装)隆头鱼科,海猪鱼科,鳑鮍,斗鱼等,在繁殖季节,雄体体色变得艳丽,4)追星,珠星等许多鲤科鱼类到了生殖季节,雄鱼的吻部,鳃盖部,头背部及鳍条等部位,出现白色坚硬的突起,二。性腺的发育衡量性腺发育程度的主要方法有:目测法,组织学法,成熟系数法卵径测量法。,1。性腺发育的分期用于描述性
3、腺(主要是卵巢)的发育程度。,卵巢 目测法 组织学法I期 透明细线状 初级卵母细胞II期 扁带状 初级卵母细胞小生长期III 初见卵粒 初级卵母细胞大生长期IV 卵巢淡黄或深黄 次级卵母细胞 卵大而饱满V 卵排除滤泡 成熟母细胞VI 刚产卵的卵巢,对一生具有2次以上产卵机会的鱼类,性腺的发育呈现一定的周期性。,2。性成熟系数GSI=100(性腺重体重)或100(性腺重空壳重)反映了卵巢发育程度。繁殖季节GSJ 增高,产卵前最大。,不同鱼类GSJ 变异范围不同鲤、蛙鱼为20一30,罗非鱼为5。,3.初次性成熟的年龄与温度、饵料、发育状况等有关罗非鱼:3月香鱼,银鱼:当年鲫鱼:1龄四大家鱼:3-5
4、年鲟鱼:10年左右鳇:17年,4。性周期即2次产卵之间的时间间隔有些鱼一生只产一次卵多数一年斗鱼10-15天一次罗非鱼25天一次中华鲟5-7年一次,三 繁殖力(fecundity)准确的繁殖力应是雌鱼产出的、受精之后存活的卵的数目。但产卵量和受精率难以确定,繁殖力的含义般指产卵前雌鱼卵巢所怀成熟卵的粒数。,1。绝对繁殖力一尾雌鱼产卵前卵巢中的卵粒数,称个体绝对繁殖力。,翻车魨 约3亿宽纹虎鲨 2-3粒一般规律:软骨鱼类(20-30粒)小于硬骨鱼类淡水鱼类(1-15万)小于海产鱼类(几十-几百万)卵生大于胎生大于卵胎生,2。相对繁殖力雌鱼单位体重的平均怀卵量称个体相对繁殖力。绝对繁殖力/空壳重,
5、单批产卵的鱼:其绝对繁殖力代表了整个繁殖季节的繁殖力。,分批产卵的鱼类:每次产卵前卵巢中的成熟卵粒数代表一次繁殖力。繁殖季节繁殖力是各批繁殖力的总和。,3。繁殖力与体长和体重的关系与体长的关系为:F=aLb,与体重的关系为:相关F=a+bWF为绝对繁殖力,L为体长,a,b为常数,繁殖力的影响因子一般随年龄增加,绝对繁殖力增加,但相对繁殖力不一定增加。营养较好的鱼类繁殖力要高。,繁殖力大小对维系物种的繁衍至关重要。有的鱼类通过提高繁殖力来抵消凶猛鱼类摄食的影响,四鱼类繁殖的策略 l。首次性成熟年龄 性成熟是生活中的一个重大转折,性成熟后,生长特点和生理状况均发生变异。初次性成熟的年龄对鱼类的适应
6、有着重要的意义。,不同种类初次性成熟年龄相差很大,从几周、几月到十几年。一般性成熟早的生命周期短,成熟晚的生命周期长。同一种鱼,雄鱼通常较雌鱼早一年成熟。,影响初次性成熟年龄的环境因子主要是食物,如食物充足,生长速度快,性成熟可能提前。,2。繁殖季节 长期适应的结果中高纬度地区大多在春天繁殖春天浮游生物密度上升,为幼鱼提供丰富食物。但亲鱼要在上一年秋冬季性腺发育完好。,有的在春天性腺发育,夏季产卵也有春夏季性腺发育,秋天产卵。这样利于亲鱼摄食和性腺发育,也利于幼鱼避开觅食高峰。另外,有的鱼类分批产卵,其繁殖季节延续很长时间。,3。繁殖次数 有的鱼终生只繁殖一次,产完卵后即死亡。有的一年一次,一
7、年多次。在热带地区,有的鱼类甚至周年繁殖。,4 产卵场产卵场的选择与卵的特性相关。如,四大家鱼的卵为漂流性卵,其产卵场要求水流上下翻滚,垂直交流,其卵不致下沉。,一般,鱼卵孵化最大的潜在危险是缺氧。因此,鱼类产卵场的选择首先是保证供氧充足。其次与系统发育历史有关,产卵场可能是它祖先生活的环境。,5。繁殖行为 为保证繁殖成功,许多鱼类具有复杂的繁殖行为。如大麻哈鱼、鳗鲡产卵前要经过长距离洄游,鳑鮍、乌鳢在繁殖期间有强烈的领域行为,三刺鱼要做复杂的巢和求偶行为,斗鱼、乌鳢等有护幼的行为。,五、鱼类的繁殖方式繁殖方式的划分方法有多种1。依据产出幼体的形式可以分为卵生、胎生和卵胎生,卵生:体外受精,体
8、外发育。有些体内受精,但受精卵在体外孵化,所以仍属于卵生,如青鳉等。,卵胎生:体内受精,体内孵化,由母体排出体外时为活泼的幼鱼,但不使用母体营养,所以称作卵胎生,如食蚊鱼、孔雀鱼等。,胎生:一些软骨鱼类的输卵管发展得类似哺乳动物的子宫,并借一种“卵黄胎盘”的结构与胚胎发生血液循环联系,供应胚胎发育的营养。,2。依产卵的生态习性产卵于水层,产卵于水草,产卵于水底部,产卵于石块,产卵于贝内等。,3。依受精卵的性质浮性卵、漂流性卵、沉性卵粘性卵4大类,4。繁殖的类型依繁殖行为和受精方式等特点,划分繁殖方式,I 无亲体护卫型(Nonguarders)A 敞开基质产卵亚型1 海面产卵:如翻车魨2 水底部
9、产卵,(l)在粗糙水底部(如岩石、沙砾等)上产卵1)胚胎和幼体自由生活在海面:如海鲈2)胚胎和幼体自由生活在水底:如真鲷(2)在植物上产卵l)非专一性:如拟鲤2)专一性:如白斑狗鱼(3)在沙质的水底产卵:如句,B隐蔽产卵亚型1水底产卵:如红大麻哈鱼2洞穴产卵:如盲眼鱼3在无脊椎动物体内产卵:如旁皮4水滨产卵:如银汉鱼,II 亲体护卫型(Guarders)A基质选择亚型1在岩石上产卵:如光鳃鱼2在植物上产卵:如刺盖太阳鱼3在陆地上产卵:如四绒花鱼4大水面产卵:如乌鳢,B营巢亚型1在岩石和砂砾中筑巢:如钝盔太阳鱼2在沙中筑巢:如丽鱼3以植物茎叶筑巢a分泌粘液:如三刺鱼b不分泌粘液:如大口黑鲈,4以
10、自己吹成的气泡筑巢:斗鱼5以洞穴为巢:如杜父鱼6以多种材料筑巢:如大鳍鳞鲤太阳鱼7以海葵为巢:如双锯鱼,III.亲体携带型(Bearers)A体表亚型1附着体表孵化:如青鳉2前额孵化:如钩鱼3口腔孵化:如蓝罗非鱼4鳃室孵化:如盲将鲈5皮肤孵化:如塘鳢6孵卵囊孵化:如海龙,B体内亚型1卵卵胎生:如脂鲤2卵胎生:如拟鮋3胎生:如花鳉,六。生殖群体(spawning stock)指性已成熟、为产卵目的而临时集结在一起的同种鱼类的群体不同鱼类有不同的产卵群体结构类型,1结构类型区分几个概念补充群体(K):初次性成熟的个体剩余群体(D):已繁殖过的个体预备群体:性未成熟的个体可把产卵群体(P)分为三个结
11、构类型,1P=K,产卵群体仅由补充群体组成,即参加繁殖的全是初次性成熟的个体,无重复产卵个体。短寿鱼类:如香鱼、银鱼和青鳉等,当年成熟产卵,产后死亡;,洄游鱼类:如大麻哈鱼,鲥鱼,鳗鲡等。先在海洋或淡水生活至成熟年龄时,集群洄游到产卵场产卵,产后死亡。,对资源保护的指导意义洄游性鱼类:捕捞产卵鱼群应有一定的限制;在留下一定数量亲鱼的情况下,又应尽量予以捕捞利用。短寿鱼类:捕捞压力不易破坏资源。如太湖银鱼,在强大的捕捞压力下,数量仍呈上升趋势,2 P=K十 D,KD;产卵群体由补充和剩余群体组成,但以补充群体为主。,这类鱼个体一般较小、生命周期短。其中多数寿命仅24龄,最高也不超过68龄;产卵群
12、体年龄组成简单;性成熟早,一生产卵次数虽不多,但种群世代更新快,增殖潜力大。,淡水鱼类如颌须鮈、蛇鮈、逆鱼等;海水鱼类如鯷、沙丁鱼等。强大捕捞压力下,大型鱼类衰退,这类鱼往往构成“鱼类小型化”的代表。洪湖:鲫鱼、红鳍鮊、黄颡鱼,3 P=K十 D,KD。产卵群体由补充和剩余群体组成,但以剩余群体为主。,这类鱼个体一般较大,生命周期长,寿命大都在10龄左右如四大家鱼、大黄鱼等。产卵群体年龄组成复杂;性成熟较迟,一般在35龄以上;一生中产卵次数较多,但种群世代更新慢,增殖潜力小。,有些生命周期特别长的鱼,如鲟蝗类,可达2030龄以上,性成熟特别迟,往往在10龄以上。并非每年产卵,一般要阳23年才产卵
13、一次,种群增殖潜力特别小。,这类鱼一旦遭到破坏,种群数量一般不易恢复。这类鱼常是水体重点保护的对象。,2。性比(sex ratio)是指鱼群中雌雄鱼的数量比例。性比是决定种群繁殖力的重要因素之一。在相同条件下,雌性多繁殖力强,一般可分种群性比和产卵鱼群性比种群性比一般1:1;产卵性比一般雌少雄多,梁子湖的武昌鱼:1:8-9 西江的鲢:1:7;草鱼:1:3大黄鱼:2:1但鲫鱼相反梁子湖鲫鱼4:1;洪湖5:1(60年代)2.5:1(80年代)种群的性比并非一成不变,实例:四大家鱼的天然繁殖,1产卵场的分布草鱼、青鱼、鲢、鳙是江河中产漂流性卵的鱼类,我国除黄河外的沿海主要河流一般都有分布。产卵规模最
14、大的是长江干流及其主要支流,其次是珠江和淮河。黑龙江流域有草鱼、青鱼和鲢的产卵场,但规模较小。,(l)长江水系 长江干流:从四川省巴县至江西省彭泽县长达1700公里江段上,具有一定规模的产卵场共36个(表4l)。其中上游有9个,规模最大的为宜昌三斗坪至十里红江段,其产卵规模约占长江干流的7%;中等规模的有重庆、忠县和巫山等产卵场。,自宜昌以下至鄙阳湖湖口的中游,有25个产卵场,其中有江口、石首、新码头、新狭口、监利、尺八口、白螺矾、德洲、武汉附近和黄石附近等产卵场规模较大,而虎牙滩、沙市、郝穴、洪湖、团风、鄂城等规模较小。,长江下游的湖口至彭泽也有它们的产卵活动。在南京的新河口还采集到草鱼卵,
15、说明在芜湖江段也还有草鱼在产卵。,长江鱼苗资源十分丰富,历来是我国天然鱼苗的主要产区。以湖北省为例,60年代年平均鱼苗产量为810亿尾,70年代年平均鱼苗产量为295亿尾,1981一1985年平均年产量为162亿。由于其鱼苗体质好,生长快,全国各地许多养鱼场迄今都还在采购长江鱼苗用于养殖和亲鱼培育。,长江支流汉江:丹江口水库兴建前,四种鱼的产卵场主要分布在汉江上游,1968年丹江口水利枢纽建成后,原产卵场江段因蓄水成为相对静水区或水流变缓,不具备产卵条件,产卵场即行消失。,与此同时,在繁殖季节内,库区大量产卵鱼群都上溯到汉江上游产卵,水库上段的原有产卵场如安康、白河、前房、肖家湾等产卵规模扩大
16、,产卵量显著大于坝下江段,,但由于产卵场距水库静水区较近流程短,不少刚孵出或末孵出的鱼卵流人了静水区,最后沉降在库底,可能被其他鱼类吞食,或被泥沙掩埋窒息而死亡。成活率较低。,洞庭湖水系湘江:湘江的产卵场主要分布在湖南衡阳至零陵江段。其中较大的是中游的松柏产卵场,其次是冷水滩以上的老埠头、高出司以及滴水岩至石板明、祁阳附近、白水和归阳之间的九洲。下游的衡阳和湘潭附近江段也有产卵场,规模较小。沅江和资水有产卵场,规模较湘江小得多。,赣江:赣江的产卵场主要分布在赣州至吉安之间,其中稍具规模的有吉安、望前滩、沿溪渡产卵场,其次是赣州、良口、自嘉、泰和等产卵场。吉安以下还有吉水、小港、仁和等产卵场。,
17、(2)珠江流域西江:珠江流域的产卵场主要在西江水系。主要分布在梧州以上。仅广西境内具有一定规模的产卵场有70余处,东江:产卵场在东江上游龙川附近河面,主要为草鱼苗,其他3种鱼苗很少。北江:尚未发现有产卵场,(3)韩江水系(4)淮河流域(5)钱搪江(6)黑龙江干流,2。产卵的主要外界条件和产卵场的环境在自然条件下,家鱼性腺在静水环境中可以发育,但成熟和产卵却需要江河流水环境和水位上涨等生态条件。,(1)江河涨水 产卵活动通常是在涨水时间进行的,在繁殖季节,产卵场的水温条件适合时,每次涨水过程都可以有亲鱼产卵。长江上中游受季风影响,4一7月份通常有56次涨水过程,相应地有56批亲鱼产卵。,一个产卵
18、场,如果产卵鱼群相对稳定,产卵规模与涨水幅度和持续时间呈正相关:洪峰大,规模大,洪峰小,规模小(表43)。,(2)水温鱼类的繁殖:性腺成熟、排卵和产卵以及排精都与水温有密切关系。在长江,4月下旬至7月是其繁殖季节,水温变动在14一30oC之间。水温2024oC时亲鱼产卵活动最为频繁,水温低于18oC时,则还未见到过产卵,因此,18oC是四大家鱼产卵的最低水温,另外,当水温低于18oC时,草鱼和鲢胚胎发育缓慢,胚体畸形,孵化率低。说明产卵与胚胎发育所要求的水温条件存在着一致性,(3)产卵场环境 长江干流的产卵场可分为两种类型:一是峡谷型,包括上游和宜昌峡区,位于峡谷区内,地势陡峻,山岩交错,江面
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