一種彈涂魚捕捉器的制作與應(yīng)用

廖健+賀亮+張順+龍水生+黃承勤+王中鐸

摘要：利用防腐蝕的塑化玻璃板制作一種雙層單向通道的彈涂魚捕捉器，于2015年12月至2016年6月投放于雷州半島高橋鎮(zhèn)國家級(jí)紅樹林保護(hù)區(qū)（N21°36′24″，E109°47′8″）、下六鎮(zhèn)紅蒔地紅樹林區(qū)（N21°19′54″，E109°48′57″）、九龍山濕地公園（N20°39′51″，E110°17′13″）、附城鎮(zhèn)北家村紅樹林區(qū)（N21°9′0″，E110°17′58″）、東海島紅樹林保護(hù)區(qū)（N21°06′22″，E110°18′54″）五個(gè)站點(diǎn)。共捕獲大彈涂魚128尾、彈涂魚105尾、青彈涂魚41尾，經(jīng)F檢驗(yàn)表明，該捕捉器對(duì)大彈涂魚、彈涂魚的捕捉能力具有明顯的偏倚性。并對(duì)大彈涂魚進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)彈涂魚遺傳多樣性高于大彈涂魚?？傮w而言，雙層洞穴式捕捉器與傳統(tǒng)鏟挖式、甩竿式、竹筒法捕捉彈涂魚相比較，具有明顯的省時(shí)、省力、逃逸率低、對(duì)環(huán)境破壞力度小等特征，適合科學(xué)研究所需彈涂魚野生群體樣本采集之用。

關(guān)鍵詞：彈涂魚；雙層洞穴式捕捉器；野生群體；塑化玻璃板

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.05.098

彈涂魚是國內(nèi)外生命科學(xué)相關(guān)學(xué)者研究生物進(jìn)化機(jī)制的重要目標(biāo)物種，野生彈涂魚材料的獲取往往是制約其研究發(fā)展的一大難關(guān)，市售野生彈涂魚來歷不明，無法判斷是否是經(jīng)過人工篩選、性狀改良等次生野生型，傳統(tǒng)的捕捉方法往往是技藝的傳承和多年的技術(shù)積累，也通常只掌握在少數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的漁民手中，而絕大多數(shù)漁民對(duì)于沿海灘涂的保護(hù)和原有生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)缺乏保育意識(shí)和技術(shù)，甩竿式的鉤捕法需要操作者在灘涂上大范圍的搜尋、拋鉤、起竿，從而造成了大范圍的彈涂魚天然洞穴坍塌、沉陷，甚至部分彈涂魚溺死淤泥。鏟挖式捕捉更是對(duì)灘涂生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性破壞。利用竹筒法插入泥灘模擬彈涂魚洞穴進(jìn)行捕捉雖然有所進(jìn)步，但由于直筒的內(nèi)腔使得捕獲的彈涂魚很容易逃逸，捕捉效率極低，大規(guī)模投放竹筒捕捉帶來的破壞同樣容易造成灘涂生態(tài)系統(tǒng)的失衡。

有效的捕捉方法或合理地設(shè)計(jì)捕捉裝置是研究彈涂魚在生物進(jìn)化歷程中地位的前提基礎(chǔ)，國內(nèi)外目前缺乏彈涂魚相關(guān)捕捉方法資料，也少見報(bào)道有合理的彈涂魚捕捉裝置，僅在一些傳統(tǒng)漁民文化中存有影視記載。本文筆者首次在前期的研究中提出洞穴式彈涂魚捕捉器這一概念，并利用該捕捉器于2015年11月至2016年3月在雷州半島高橋紅樹林保護(hù)區(qū)（N21°36′24″，E109°47′8″）捕捉野生彈涂魚（Periophthalmus modestus）、大彈涂魚（Boleophthalmus pectinirostris）群體，比較分析了2種彈涂魚的遺傳結(jié)構(gòu)及其多樣性，發(fā)現(xiàn)野生彈涂魚（P. modestus）遺傳多樣性高于野生大彈涂魚（B. pectinirostris），種群遺傳結(jié)構(gòu)較大彈涂魚（B. pectinirostris）穩(wěn)定。在該研究中，洞穴式捕捉器的合理利用是該研究順利進(jìn)行的前提基礎(chǔ)，為該研究提供了野生的彈涂魚（P. modestus）、大彈涂魚（B. pectinirostris）群體實(shí)驗(yàn)材料。

洞穴式捕捉器與流行于民間的傳統(tǒng)鏟挖式、竹筒捕捉法相比較，具有明顯的高效性，對(duì)灘涂原生態(tài)環(huán)境的破壞力度較低。而與甩竿式鉤捕法比較，其具有普適性，無需由專業(yè)漁民操作，可供無經(jīng)驗(yàn)的科研工作者順利捕獲彈涂魚類，而由于該捕捉器成本相對(duì)較高，從而導(dǎo)致無法廣泛應(yīng)用于我國東南沿海的漁業(yè)生產(chǎn)中來，僅適應(yīng)于無經(jīng)驗(yàn)的科研工作者科研樣本采集，很好地限制了彈涂魚類的捕捉數(shù)量，保護(hù)了野生彈涂魚類種質(zhì)資源不被過渡捕捉，維護(hù)了海陸交界處的灘涂、河口和紅樹林等生態(tài)系統(tǒng)平衡。

1材料與方法

1.1材料

亞克力板材，塑化玻璃膠，打孔器，鐵銼，粗砂紙等材料用于彈涂魚捕捉器的制作，佳能500D單反相機(jī)用于現(xiàn)場捕捉圖片的采集。

1.2制作方法

1.2.1材質(zhì)的選取

彈涂魚棲息于沿海的灘涂泥地，為使捕捉器與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，本研究選取透明的亞克力板材，即塑化玻璃板作為捕捉器制作材料，以便在透明捕捉器（除通道孔）外覆蓋灘涂淤泥，從而很好地與環(huán)境融為一體。

1.2.2模型的設(shè)計(jì)

彈涂魚是一類古老的兩棲動(dòng)物，營洞穴生活，根據(jù)這一習(xí)性，利用Sketchup 8.0軟件設(shè)計(jì)一種2層梯形單向通道洞穴式的彈涂魚捕捉裝置模型（見圖1）。整體呈現(xiàn)梯臺(tái)模型，頂部為9個(gè)直徑15mm的圓形孔徑，為捕捉器的入口，也是捕捉時(shí)唯一一處露出泥面的位置。彈涂魚從頂部孔徑進(jìn)入捕捉器后到達(dá)第二層，因其鉆孔習(xí)性，會(huì)繼續(xù)從側(cè)面的6個(gè)20mm方形孔徑鉆入第一層。進(jìn)入底層后，由于方形孔徑一面無附著板，受高度限制，彈涂魚將無法原路返回逃逸。捕捉器正面開鑿一方形口道路，以便取出捕捉的彈涂魚類。

1.2.3實(shí)物的制作

亞克力板材購于浙江江南禾風(fēng)橡塑廠，用鉛筆于保護(hù)紙上規(guī)劃好模型各面的尺寸后，利用鋼鋸進(jìn)行裁剪，并用打孔器打孔，鐵銼、粗砂紙進(jìn)行打磨，捕捉器的各面板用塑化玻璃膠進(jìn)行粘連，于陰暗處48小時(shí)晾干備用。

2結(jié)果

2.1成品及實(shí)地檢測

成品利用手工剪裁、粘合而成，上板邊長1700mm，板中圓孔直徑15mm，下板邊長350.0mm，捕捉器高132.9mm。成品的實(shí)地檢測地點(diǎn)選擇雷州半島的5大紅樹林保護(hù)區(qū)：高橋鎮(zhèn)國家級(jí)紅樹林保護(hù)區(qū)（N21°36′24″，E109°47′8″）、下六鎮(zhèn)紅蒔地紅樹林區(qū)（N21°19′54″，E109°48′57″）、九龍山濕地公園（N20°39′51″，E110°17′13″）、附城鎮(zhèn)北家村紅樹林區(qū)（N21°9′0″，E110°17′58″）、東海島紅樹林保護(hù)區(qū)（N21°06′22″，E110°18′54″）。退潮后將制作成型的捕捉器實(shí)物置于紅樹林區(qū)灘涂泥地，四面覆蓋灘涂淤泥，頂部僅露出9個(gè)孔徑（如圖1A）。等待約1小時(shí)左右，取出捕捉器可見捕捉器能有效捕捉一定數(shù)量野生彈涂魚類供科研材料（如圖2B、C、D）。

雙層梯形洞穴式單向通道彈涂魚捕捉器投入5個(gè)站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)投放6個(gè)，約1小時(shí)左右對(duì)捕捉器中彈涂魚類進(jìn)行一次收集，于退潮后的下午投放并收集2-3次，對(duì)于收集的彈涂魚類進(jìn)行形態(tài)分類并統(tǒng)計(jì)數(shù)量，最終以COI基因作為DNA條形碼標(biāo)記進(jìn)行分子確認(rèn)后，進(jìn)一步分析其遺傳多樣性。捕捉的彈涂魚類分別為大彈涂魚（128尾）、彈涂魚（105尾）、青彈涂魚（41尾），其數(shù)量分布見表1。

2.3捕捉器的捕捉偏倚性

從9次捕捉的彈涂魚種類來看，共捕捉大彈涂魚128尾，占總數(shù)46.7%。彈涂魚105尾，占總數(shù)383%。而青彈涂魚41尾，占總數(shù)15.0%。對(duì)于9次分別捕捉到的大彈涂魚、彈涂魚、青彈涂魚進(jìn)行F檢驗(yàn)，假設(shè)捕捉器對(duì)3種彈涂魚的捕捉能力無差異，計(jì)算F值為383，查找F值表可知F0.01（2，24）=5.61、F0.05（2，24）=3.40，因?yàn)镕0.05（2，24）

對(duì)于捕捉的大彈涂魚、彈涂魚2個(gè)優(yōu)勢物種進(jìn)行分子標(biāo)記，分析其遺傳多樣性，分別以線粒體DNA上的D-loop區(qū)部分序列和COI基因?yàn)闃?biāo)記，獲取D-loop區(qū)序列（序列號(hào)為KX263728–KX263764），COI基因序列（序列號(hào)為KX263765–KX263801）37條，其中大彈涂魚、彈涂魚COI基因和D-loop區(qū)序列均分別為19條、18條。利用生物信息學(xué)軟件Clustal W181、MEGA 60、DNA sp V5進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)基于COI基因和D-loop區(qū)序列的2種野生彈涂魚種群中彈涂魚絕大部分遺傳參數(shù)大于大彈涂魚，如變異率：彈涂魚>大彈涂魚（COI：24%>21%；D-loop：75%>49%）、遺傳距離：彈涂魚>大彈涂魚（COI：0006>0003；D-loop：0019%>0012%）、核苷酸多樣度：彈涂魚>大彈涂魚（COI：000566>000288；D-loop：001855>001202）、平均核苷酸差異：彈涂魚>大彈涂魚（COI：356863>181287；D-loop：827451>536257）。此外，基于COI基因的彈涂魚堿基A+T含量與單倍型多樣性同樣大于大彈涂魚，而基于D-loop區(qū)序列的結(jié)果顯示彈涂魚與大彈涂魚相差無幾。綜上，彈涂魚遺傳多樣性較大彈涂魚高。

3討論

3.1雙層梯形洞穴式彈涂魚捕捉器與傳統(tǒng)捕捉方法的比較

傳統(tǒng)捕捉彈涂魚的方式主要通過人工甩竿進(jìn)行鉤捕，對(duì)于操作者的技術(shù)要求往往較高，通常由具備10年以上經(jīng)驗(yàn)的漁民進(jìn)行捕捉，操作者手持魚竿，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后迅速拋出魚鉤至彈涂魚所在位置，即刻鉤住彈涂魚并收回，該捕捉方式的逃逸率較高，且對(duì)彈涂魚傷害較大，逃逸受傷的彈涂魚易感染并傳播疾病，甚至死亡。傳統(tǒng)的甩竿式捕捉法同時(shí)對(duì)彈涂魚棲息的環(huán)境造成了極大的破壞，操作者需要在大面積的灘涂淤泥上移動(dòng)尋找目標(biāo)，人類長時(shí)間活動(dòng)于灘涂上容易造成彈涂魚天然洞穴的坍塌、沉陷，甚至部分彈涂魚溺死淤泥，該法不利于彈涂魚類資源的可持續(xù)發(fā)展，破壞了灘涂生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

我國福建沿海部分漁民則利用竹筒插入泥涂或直接對(duì)彈涂魚的天然洞穴進(jìn)行鏟挖捕捉。在彈涂魚棲息區(qū)域插入竹筒與本研究思路基本一致，模擬彈涂魚棲息環(huán)境，設(shè)置人工洞穴以捕捉野生彈涂魚。但竹筒法與單向通道的雙層洞穴式捕捉器相比較，竹筒內(nèi)側(cè)空間呈圓筒狀，空間狹小，彈涂魚進(jìn)入竹筒后很容易沿原途經(jīng)逃逸，一般一個(gè)竹筒僅能捕捉0-1尾彈涂魚類，捕獲效率極低。而鏟挖式的捕捉彈涂魚則對(duì)近岸灘涂生物的棲息環(huán)境造成了毀滅性的破壞，極大程度破壞了彈涂魚、招潮蟹等天然洞穴。

雙層洞穴式捕捉器相對(duì)于傳統(tǒng)甩竿式捕捉法而言，操作簡便，將雙層洞穴式捕捉器埋藏于灘涂淤泥，僅露出頂部均勻分布的9個(gè)洞口，而后只需耐心等待約1小時(shí)即可收獲彈涂魚類。捕捉器投放的時(shí)間及位置嚴(yán)重影響捕捉的效率。投放時(shí)間一般選擇退潮后的晴天，以底質(zhì)為淤泥、泥沙的半咸、淡水的河口及島嶼，港灣的灘涂及紅樹林區(qū)為宜。與竹筒法比較，雙層洞穴式捕捉器無需大規(guī)模投放，投入人力較少，具有較高的捕獲效率，能在較短的時(shí)間內(nèi)捕獲一定數(shù)量的野生彈涂魚類。相比較于鏟挖式捕捉，雙層洞穴式捕捉器的使用對(duì)灘涂生態(tài)系統(tǒng)的破壞力較，符合可持續(xù)發(fā)展的海洋漁業(yè)學(xué)觀念。

3.2雙層梯形洞穴式捕捉器的效益分析

人工捕捉器的應(yīng)用及國內(nèi)外相關(guān)實(shí)踐充分說明，設(shè)計(jì)合理地捕捉器除了具有一定經(jīng)濟(jì)效益之外，同時(shí)也具有較高的生態(tài)效益和科研效益。雙層洞穴式彈涂魚捕捉器采用防腐蝕的亞克力板材進(jìn)行制作，較高的材料費(fèi)用及復(fù)雜的制作流程致使該捕捉器的成本投入較高，不適于沿海漁民的漁業(yè)生產(chǎn)，帶來的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。而正因?yàn)橥度氤杀靖?，限制了大?guī)模捕捉彈涂魚，對(duì)彈涂魚類的合理開發(fā)與生物保護(hù)起到了一定作用，其經(jīng)濟(jì)效益有限。從生態(tài)學(xué)角度而言，雙層洞穴式捕捉器的誘魚機(jī)制并不復(fù)雜，彈涂魚類營洞穴定居，借助發(fā)達(dá)的胸鰭或匍匐或跳躍于近岸灘涂之上，其視覺和聽覺十分靈敏，稍有驚擾便會(huì)立即鉆入就近洞穴以避敵。動(dòng)物行為學(xué)的研究表明，魚類（或其他無脊椎動(dòng)物）都有避敵的本能，處于食物鏈較低營養(yǎng)級(jí)的物種被捕食的可能性往往更大，結(jié)構(gòu)簡單的灘涂生態(tài)系統(tǒng)尤為明顯，由此進(jìn)化出一支穴居生物以適應(yīng)灘涂環(huán)境。與彈涂魚類似，營洞穴生活的還有犬齒背眼蝦虎魚（Oxuderces dentatus）、蜥形副平牙蝦虎魚（Parapocryptes serperaster）、銳齒招潮蟹（Uca acuta）、白手招潮蟹（Uca albimana）等灘涂海洋生物，由于相同的生活習(xí)性，該捕捉器在投放實(shí)踐中常常會(huì)捕捉到這一類生物。從科研效益來看，設(shè)計(jì)的彈涂魚人工捕捉器投放至其棲息、覓食的生態(tài)環(huán)境中去，捕獲科研所需野生彈涂魚實(shí)驗(yàn)材料，解決了市售彈涂魚來源不明，現(xiàn)有工具操作難度高等問題。進(jìn)而對(duì)彈涂魚類種質(zhì)資源調(diào)查、種群動(dòng)態(tài)、年齡組成、性別比例、遺傳結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)發(fā)育等系列科學(xué)研究提供了可靠的樣本來源，推動(dòng)了彈涂魚在我國海洋漁業(yè)學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

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