以太湖新银鱼为例浅谈外来鱼类入侵的影响.pdf
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1、 20238当代水产083082当代水产 20238技术学堂TECHNOLOGY FORUM技术学堂TECHNOLOGY FORUM以太湖新银鱼为例浅谈外来鱼类入侵的影响 胡强(岳阳市洞庭湖江豚保护中心 岳阳市水产种质资源保护中心)外来鱼类入侵是指外来鱼类由原生地通过某种途径到达新生境后,在新生态环境中繁殖、扩散并持续下去,对入侵地的生态系统结构、组成或人类生活造成重大的生态损害或经济损失的过程。但并不是所有的鱼类都能成为入侵种,有学者认为只有10%的淡水鱼类引种会对生态系统产生负面影响。成功入侵的鱼类往往具有以下一种或几种特征:较强的生态适应性和竞争能力。每当鱼类到达一个新的生境后,通过改变
2、自身的生理特性,以适应新的环境;当与土著鱼类产生生境或食物重叠时,它们具有很强的竞争能力,迫使土著鱼类改变生境和喜食巧料,从而取代止著鱼类;高的繁殖力,如对北美美洲西鲱 和入侵澳大利亚墨累河的鲈研究发现,繁殖能力强,怀卵量高及繁殖世代短是它们成功入侵的主要原因;生长快,包括拥有较宽的生态幅,如鲢鳙。相同结构和功能的水生态体系,其稳定性不同,对外来鱼类的入侵,其抵抗能力也有差异。因此入侵地的特征也是决定外来鱼类成功入侵与否的重大因素:1、入侵地的生物多样性,一般认为多样性高的水体不易被入侵,因为多样性高的水体生态系统较稳定,缓冲能力强,群落结构的相对平衡不易被打破;2、入侵地的生态位和资源情况,
3、如果入侵地存在空缺的生态位或资源则易被外来鱼类成功入侵,例如带棘鱗鱼和黑缘单鳍鱼成功入侵地中海的原因是它们在夜间摄食,利用了地中海没有被利用的资源;3、天敌制约,天敌逃避假说认为,生物在入侵过程中可能会失去天敌。这就导致入侵地的生物控制机能丧失,在没有生物控制的情况下外来种的种群数量大幅増加;另一方面,种群数量的骤增,又加速了入侵种的入侵速度。4、环境扰动,人为或自然原因导致的环境扰动可能加速外来种入侵,这些扰动通常指洪水、农业开星、建立大项和水电站、河流及湖泊的盐度或营养水平的改变等。国内外学者们对鱼类入侵的过程存在不同的描述,在1985年,我们认为外来鱼类入侵的过程是引入建群入侵种;而在2
4、001年有学者再次提出外来鱼类入侵的过程是引入逃逸建群入侵种等。尽管过程不一样,但总体上是区域到区域到建群再到成为入侵种。威廉姆森等曾提出生物入侵“十分之一”法则,即在生物入侵各阶段间,相邻两阶段间成功率大约为10左右。但为什么还是出现了如此之多的生物入侵事件?主要原因是尽管人们已经逐渐意识到外来鱼类的入侵所带来的危害,但随着全球贸易化和国际间交往的不断増加,外来鱼类的引种活动仍在继续增加。当前存在许多严重的鱼类入侵问题主要是由于对这些鱼类反复多次的引种,并忽视了引进后的管理而造成的。鱼类引入有有意和无意之分,主要有以下几种途径:1、以促进渔业发展开始大量引进鱼类;2、生物防治活动人为引入,例
5、如许多地方引种鲢、鳙鱼是为了生物控藻;3、在引进目标鱼类时,无意中带入许多小杂鱼,如麦穗鱼,鰕虎鱼。目前已有大量文献报道引种鱼类对入侵地的水生态产生严重的影响,主要表现在对土著鱼类、浮游生物以及营养盐循环等的影响。在全国范围内,生物入侵现象发生较为严重的是太湖新银鱼入侵云南洱海和抚仙湖。太湖新银鱼本是中国特有种,自然分布于长江中下游及附属湖泊,淮河中下游,瓯江中下游。而为了提高鱼产量和经济价值,我们在90年代前后把太湖新银鱼当作外来种引进到了我国大量湖泊和水库。由于其个体小、生长快、繁殖力强等特点,引进后的银鱼在大多数水体中成为优势鱼类。这也正是云南滇池银鱼的引进成功的原因。自太湖新银鱼被引进
6、到洱海以来,洱海先后发生了土著鱼类数量急剧下降及大面积藻类水华爆发现象。有学者推测是太湖新银鱼的引进导致或促进了这些不良结果的发生。尤其是大面积藻类爆发。研究结果表明,太湖新银鱼摄食浮游甲壳动物,尤其喜食大型种类。在透明蚤出现的季节对透明蚤的捕食压力很大,这可能会对洱海的浮游动物及藻类群落结构产生很大的影响。银鱼在大部分时间都是早晨或黄昏摄食,摄食节律受光照、水温以及浊度的影响,对银鱼摄食节律的结论表明,控制洱海银鱼生物量下网的时间大部分应该在早晨和黄昏,而在温度和藻类生物量最高的月份应该全天下网。高的水温和食物丰度导致银鱼高的日摄食量。定量计算入侵地的银鱼密度、摄食量及浮游动物的生产力,能准
7、确地评估银鱼种群生长对浮游动物消耗量和对藻类水华爆发的促进程度,这些工作需要在未来做进一步的研究及探讨。另外在成功引种进入云南后,太湖新银鱼进入滇池、洱海和抚仙湖后与当地土著鱼类形成食物和生态位竞争,导致当地土著鱼类资源衰竭。这么多年来,太湖新银鱼引入到邛海后已形成自然繁殖群体且捕捞数量逐年增多。其能快速适应当地环境形成自然繁殖群体,相对土著鱼类处于明显的优势地位,导致当地土著鱼类群体数量的急剧下降甚至灭绝,对入侵地生态系统和生物多样性造成极大的破坏。遗传多样性被认为是影响外来物种入侵成功的重要因素之一。因此我们又从分子生态学的角度,利用10个微卫星位点对5个入侵地和2个原产地的群体遗传结构进
8、行了分析,对比了入侵地和原产地太湖新银鱼的遗传多样性和遗传结构,旨在揭示其群体的遗传多样性水平和遗传结构差异、群体间和群体内的遗传分化情况,探讨其入侵进化过程和快速入侵遗传学机制。最后我们发现入侵地滇池、邛海、抚仙湖和三峡库区群体的遗传多样性水平比原产地高,入侵地洱海群体的遗传多样性水平低于原产地太湖而高于巢湖群体,原产地巢湖群体的遗传多样性最低。另外邛海群体和其他群体的遗传关系最远,太湖与抚仙湖的遗传关系最近。由此推断,高水平的遗传多样性和显著的遗传结构差异性可能是太湖新银鱼成功入侵的重要原因。生物入侵被认为是生物多样性稳定的重大威胁,而目前世界范围内对入侵生物的管理措施还不健全。引种鱼类在
9、世界范围内普遍存在,其中至少有624种淡水鱼类被引入到外地,其中有8种鱼类被国际资源保护联盟(IUNC)列入世界最有害100种入侵生物的名单之中,包括普通鲤鱼和尖嘴鲈。目前对入侵鱼类对生态产生负面作用的管理措施多种多样,虽然许多国家运用法律手段来控制或严禁非本地鱼的引入,但是为提高鱼产量和促进农业发展,引种现象还非常普遍。然而许多国家,尤其在发展中国家,对入侵风险评估和入侵后的管理还相当缺乏甚至没有。目前世界各个国家对入侵鱼的管理和控制措施主要有:1、化学方法,有学者认为这种方法对保护本地生物多样性是有效且适当的。但它存在它的局限性,就是高的成本,成功系数低以及大量的对本地种的附带性伤害。2、
10、物理方法,手段是电击和网捕。它的好处是无需用药,对易受影响的本地种有很好的保护。曾经有人对内华达山脉内湖泊的虹鳟用网对其清除捕捞,有效降低了虹鲜的密度。但这种方法也有它的局限性,就是对100mm捕捞效率非常低。电击方法也存在它的问题,就是只适用小的封闭的水体,对大的深的水体还不适用,单独清除目标物种的技术还不成熟;需大量资金投入;3、投放凶猛性鱼类,利用肉食性鱼类来控制浮游生物食性鱼类,从而提高大型浮游动物的密度,达到提高水质的目的,然而这种方法容易导致再次引进外来种;4、利用信息素可以提高诱捕效率,破坏繁殖行为,干扰它的活动及迁移。许多鱼类依靠信息素来改变或调整它的行为,我们可以利用这一点来
11、控制他们;目前阻止外来入侵鱼继续传播的天然屏障还不存在,人为设障可以阻止鱼类继续传播。在美国,通过改变鱼类生物学的向导系统,也可以阻止其他种进入,但有人认为也可能阻止了本地鱼的洄游通道。另外我们发现一些鱼类成功的入侵往往与当时环境的退化有关,这些退化往往对本地种不利,但对外来种是有利的。所以相应地,恢复本地生态生境和著鱼类可以有效地阻止外来种入侵。然而目前消除外来种的方法和技术还没成熟,需要更深层次的完善和改进;然而目前某一单一的技术不能达到理想的状态,可从尝试几种技术相结合来提高水质管理的效果。不管是哪种方法,都不是单独的只针对外来鱼种,还需间接的恢复水生态系统才是有效的。(参考文献略)(上
12、接81页)于肠道形成后。另外Northern blot分析表明,斑马鱼主要弹力蛋白的mRNA为2.0kb,明显小于脊椎动物的,成年斑马鱼鳔的碱性蛋白同脊椎动物的比较相似。Korzh等研究发现Ihha突变,斑马鱼的鳔上皮发育时畸形的,在相邻的间质细胞中Fgf-10的也受到影响。这个发现有助于理解上皮-间质之间的相互作用关系,并强调在鳔的发育过程中,Hh和Fgf信号通路之间的相互作用。另外,Prem等通过对欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla)的鳔的细胞培养,应用免疫组化的方法定位了ATP酶的位置,其位于侧膜。并通过免疫印迹分析证实了鱼鳔的ATP合成酶的B亚基存在两种亚型,vat B1和v
13、at B2。Stz等在欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla)的鳔中,通过各种质子转运机制的制剂的抑制来测定细胞内的pH值,结果表明,Na+/H+交换和阴离子交换的对于调节pH值是非常重要的。当pH值低的时候,诱导气体腺细胞的Na+/H+交换分泌,其具有酸分泌的作用,并且V-ATP酶有助于质子分泌。4 展望伴随着研究的深入,鱼鳔也越来越收到人们的关注,但我们对于外界因素导致调节鱼鳔发育异常及生长过程中鱼鳔发育调控的重要因子等机制尚不清楚,我们逐渐运用电镜观察,免疫组化,胚胎杂交等技术手段,来研究鱼鳔发育过程中的重要信号通路。关于鱼鳔决定鱼类在水域中的浮沉目前仍有争议,我们可以通过刺破鱼鳔
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