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淺談魚類繁殖策略研究
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水生生物的繁殖形式多采多姿，無論是在求偶、交配過程，或者是后續(xù)照料上，所有物種多樣化的繁殖行為背后，最根本的終極目的都是相同的：將自己的性狀，也就是生物體的可遺傳特色，在地球上一代代地延續(xù)下去；套句俗話，就是所謂的「傳宗接代」。事實上，不只是水域生物，包含所有陸、海、空（依據(jù)某些正在進(jìn)行的研究，或許在太空也有可能）領(lǐng)域里，不論是動物、植物、微生物，其汲汲營營生活的最大目的，也同樣是繁殖。
所有生物的繁殖策略，概略而言，可以分成兩大群：其中一類生物在型態(tài)上并未專門適應(yīng)特定環(huán)境，牠們多半生長快速、生活史也短、與其他物種在競爭上并沒有特別的優(yōu)勢。因此，這類型生物采取的就是「以量取勝」策略，以比較投機(jī)的、機(jī)會主義的方式繁衍后代。這種策略的物種被稱為r-擇汰(r-selection)物種，例如翻車魚，而我們?nèi)粘Ｊ秤么蟛糠拄~類，也多半是采取這種策略。在這種狀況之下，產(chǎn)下的卵(或后代)數(shù)量雖然多，但是每個卵所能攜帶的營養(yǎng)相對稀少，這些動物通常也不具備育幼行為，被產(chǎn)下的卵必須自求多福。
而在另一個極端，某些特定生物已經(jīng)演化出在生存環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢的型態(tài)，牠們的壽命通常較長、體型也比較大，因此牠們能夠投注相當(dāng)對多的資源在更少量的后代上，而每個后代的平均存活率也較高。這種「以質(zhì)取勝」的策略稱為K-擇汰(K-selection)物種，多半也同時具備了育幼習(xí)性，能夠照顧下一代直到能夠自力為止，例如鯨魚與大象、犀牛等，最極端的例子，或許是照顧后代長達(dá)數(shù)十年的我們?nèi)祟悺?/span>
不過由于自然界的環(huán)境千變?nèi)f化，有許多魚類經(jīng)過環(huán)境特化之后，繁殖策略也朝著K-擇汰物種的方向靠攏。在這之中最具代表性的，或許是大多數(shù)人最想像不到的物種——軟骨魚類。
影響魚類繁殖的因素基本分為內(nèi)部變化因素與外界環(huán)境干擾因素，而兩者又是相通共存的關(guān)系。
關(guān)于魚類的繁殖策略，有人認(rèn)為與親魚個體大小有關(guān)。如Barneche, D. R.等人于2018年在Science上發(fā)表的文章，該文通過meta-analysis進(jìn)行分析，得出體型較大的雌性具有更高的繁殖力，她們的后代體型更大，質(zhì)量也更好的相關(guān)結(jié)論，例如：2只1公斤魚的繁殖能力 < 1只2公斤魚的繁殖能力，同時該實驗也得出隨著體重從0.3公斤增加到1.3公斤，卵子體積將增加1.2倍。
2012年Beldade, R.等人也在Biological Sciences上發(fā)表過相關(guān)論文，該研究通過DNA提取，微衛(wèi)星測試的方法，對378個樣本，包括118只雌魚、159只雄魚和101只新捕海葵魚進(jìn)行分析研究，其主要結(jié)果表明體型較大、年齡較大的雌魚通常會生出質(zhì)量更高、生長速度更快、更能抵御饑餓的后代。
關(guān)于外界環(huán)境干擾似乎是更多研究人員所關(guān)注的問題，隨著人為活動對自然環(huán)境的強(qiáng)烈干擾出現(xiàn)了一系列的環(huán)境問題。全球氣候變暖對魚類的影響更是“舉足輕重”。有研究表明氣候變暖對水生生物造成的影響要大于陸生生物，隨著溫度的升高會影響母體對后代的投入,Pettersen, A. K.等人于2019年通過meta分析和控制實驗，得出結(jié)論：氣候變暖在一定程度下會相對減少母代(變溫脊椎動物)的投資，但當(dāng)溫度升高超過閾值后，可能會產(chǎn)生質(zhì)量更大的后代，投入的成本也會變高。該研究中也考慮到溫度在閾值范圍內(nèi)溫度偏低時母代傾向于產(chǎn)生更大的后代，但未研究母代產(chǎn)生后代或者卵子的數(shù)量問題。
同時，也有研究認(rèn)為魚類存在繼代可塑性(transgenerational plasticity),即早期在高溫環(huán)境下成長起來的親代可以通過非遺傳和非行為方式來調(diào)整后代的性別以減緩環(huán)境造成的傷害。該研究在所選區(qū)域的平均氣溫下分別增加了1.5℃和3.0℃進(jìn)行控制實驗，觀察了包含母體在內(nèi)的三代的繁殖情況，隨著溫度升高，雄性增多，雌性數(shù)量持續(xù)減少，最終表明影響機(jī)制是從幼時就開始的。
其中，母代對環(huán)境的可預(yù)測性成為繁殖后代的一個重要環(huán)節(jié)，Marshall, D. J.等人提出母代應(yīng)對環(huán)境不可預(yù)測性時產(chǎn)生的保守策略與多樣性策略的權(quán)衡，有人認(rèn)為多樣性策略更適宜應(yīng)對環(huán)境的不可預(yù)測性，由此增加后代的適應(yīng)存活機(jī)率，但也有Einum, S.等人認(rèn)為當(dāng)兩個物種同時進(jìn)化時，在不同環(huán)境下，雌性最大的適應(yīng)性優(yōu)勢來自于更大的卵子，而不是更多的變異卵子，因此保守策略在環(huán)境不可預(yù)測時更加有效。
此外，Marshall, D. J.等人將食物供給與環(huán)境溫度結(jié)合起來研究母代繁殖，揭示出當(dāng)環(huán)境溫度在閾值內(nèi)，若食物充足時，傾向于產(chǎn)生更多更小的后代，而食物缺乏時，產(chǎn)生更少更大的后代。
人類對自然環(huán)境的干擾遠(yuǎn)未停止甚至日益劇增，對魚類繁殖策略的研究也就不能停止。綜上，若體型較大的親魚需要投入更多營養(yǎng)給后代，所需攝入的能量也會更多，對外界環(huán)境的影響也會更加敏感。當(dāng)溫度升高后食物供給或?qū)⑾鄳?yīng)減少從而造成母體面臨自身生長與后代繁殖的決策權(quán)衡，對其進(jìn)行定量研究，了解其變化機(jī)制，做出保護(hù)對策仍需我們繼續(xù)努力。
所有生物的繁殖策略，概略而言，可以分成兩大群：其中一類生物在型態(tài)上并未專門適應(yīng)特定環(huán)境，牠們多半生長快速、生活史也短、與其他物種在競爭上并沒有特別的優(yōu)勢。因此，這類型生物采取的就是「以量取勝」策略，以比較投機(jī)的、機(jī)會主義的方式繁衍后代。這種策略的物種被稱為r-擇汰(r-selection)物種，例如翻車魚，而我們?nèi)粘Ｊ秤么蟛糠拄~類，也多半是采取這種策略。在這種狀況之下，產(chǎn)下的卵(或后代)數(shù)量雖然多，但是每個卵所能攜帶的營養(yǎng)相對稀少，這些動物通常也不具備育幼行為，被產(chǎn)下的卵必須自求多福。
而在另一個極端，某些特定生物已經(jīng)演化出在生存環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢的型態(tài)，牠們的壽命通常較長、體型也比較大，因此牠們能夠投注相當(dāng)對多的資源在更少量的后代上，而每個后代的平均存活率也較高。這種「以質(zhì)取勝」的策略稱為K-擇汰(K-selection)物種，多半也同時具備了育幼習(xí)性，能夠照顧下一代直到能夠自力為止，例如鯨魚與大象、犀牛等，最極端的例子，或許是照顧后代長達(dá)數(shù)十年的我們?nèi)祟悺?/span>
不過由于自然界的環(huán)境千變?nèi)f化，有許多魚類經(jīng)過環(huán)境特化之后，繁殖策略也朝著K-擇汰物種的方向靠攏。在這之中最具代表性的，或許是大多數(shù)人最想像不到的物種——軟骨魚類。
影響魚類繁殖的因素基本分為內(nèi)部變化因素與外界環(huán)境干擾因素，而兩者又是相通共存的關(guān)系。
關(guān)于魚類的繁殖策略，有人認(rèn)為與親魚個體大小有關(guān)。如Barneche, D. R.等人于2018年在Science上發(fā)表的文章，該文通過meta-analysis進(jìn)行分析，得出體型較大的雌性具有更高的繁殖力，她們的后代體型更大，質(zhì)量也更好的相關(guān)結(jié)論，例如：2只1公斤魚的繁殖能力 < 1只2公斤魚的繁殖能力，同時該實驗也得出隨著體重從0.3公斤增加到1.3公斤，卵子體積將增加1.2倍。
2012年Beldade, R.等人也在Biological Sciences上發(fā)表過相關(guān)論文，該研究通過DNA提取，微衛(wèi)星測試的方法，對378個樣本，包括118只雌魚、159只雄魚和101只新捕海葵魚進(jìn)行分析研究，其主要結(jié)果表明體型較大、年齡較大的雌魚通常會生出質(zhì)量更高、生長速度更快、更能抵御饑餓的后代。
關(guān)于外界環(huán)境干擾似乎是更多研究人員所關(guān)注的問題，隨著人為活動對自然環(huán)境的強(qiáng)烈干擾出現(xiàn)了一系列的環(huán)境問題。全球氣候變暖對魚類的影響更是“舉足輕重”。有研究表明氣候變暖對水生生物造成的影響要大于陸生生物，隨著溫度的升高會影響母體對后代的投入,Pettersen, A. K.等人于2019年通過meta分析和控制實驗，得出結(jié)論：氣候變暖在一定程度下會相對減少母代(變溫脊椎動物)的投資，但當(dāng)溫度升高超過閾值后，可能會產(chǎn)生質(zhì)量更大的后代，投入的成本也會變高。該研究中也考慮到溫度在閾值范圍內(nèi)溫度偏低時母代傾向于產(chǎn)生更大的后代，但未研究母代產(chǎn)生后代或者卵子的數(shù)量問題。
同時，也有研究認(rèn)為魚類存在繼代可塑性(transgenerational plasticity),即早期在高溫環(huán)境下成長起來的親代可以通過非遺傳和非行為方式來調(diào)整后代的性別以減緩環(huán)境造成的傷害。該研究在所選區(qū)域的平均氣溫下分別增加了1.5℃和3.0℃進(jìn)行控制實驗，觀察了包含母體在內(nèi)的三代的繁殖情況，隨著溫度升高，雄性增多，雌性數(shù)量持續(xù)減少，最終表明影響機(jī)制是從幼時就開始的。
其中，母代對環(huán)境的可預(yù)測性成為繁殖后代的一個重要環(huán)節(jié)，Marshall, D. J.等人提出母代應(yīng)對環(huán)境不可預(yù)測性時產(chǎn)生的保守策略與多樣性策略的權(quán)衡，有人認(rèn)為多樣性策略更適宜應(yīng)對環(huán)境的不可預(yù)測性，由此增加后代的適應(yīng)存活機(jī)率，但也有Einum, S.等人認(rèn)為當(dāng)兩個物種同時進(jìn)化時，在不同環(huán)境下，雌性最大的適應(yīng)性優(yōu)勢來自于更大的卵子，而不是更多的變異卵子，因此保守策略在環(huán)境不可預(yù)測時更加有效。
此外，Marshall, D. J.等人將食物供給與環(huán)境溫度結(jié)合起來研究母代繁殖，揭示出當(dāng)環(huán)境溫度在閾值內(nèi)，若食物充足時，傾向于產(chǎn)生更多更小的后代，而食物缺乏時，產(chǎn)生更少更大的后代。
人類對自然環(huán)境的干擾遠(yuǎn)未停止甚至日益劇增，對魚類繁殖策略的研究也就不能停止。綜上，若體型較大的親魚需要投入更多營養(yǎng)給后代，所需攝入的能量也會更多，對外界環(huán)境的影響也會更加敏感。當(dāng)溫度升高后食物供給或?qū)⑾鄳?yīng)減少從而造成母體面臨自身生長與后代繁殖的決策權(quán)衡，對其進(jìn)行定量研究，了解其變化機(jī)制，做出保護(hù)對策仍需我們繼續(xù)努力。
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