转“全鱼”生长激素基因鲤(Cyprinus carpio L.)摄食与反捕食行为生态学研究

来源 :中国科学院水生生物研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsuiyoung
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种群适合度问题是转基因鱼生态风险评价的关键性问题,也是共性问题。了解影响适合度的各种重要表型特征对于转基因鱼生态风险评估是非常重要的,因为一个表型的劣势可能被另一个的优势所弥补。摄食和反捕食行为是与种群适合度密切相关的重要表型。   针对转基因鱼的种群适合度问题,运用行为生态学的理论、方法和手段,研究了快速生长的转“全鱼”生长激素(GH)基因鲤(简称转基因鲤,下同)对不同饵料分布类型与捕食风险的行为响应及其生态结果。主要研究结果如下:   1.采用配对设计,在点食物资源供给下(饵料单颗投喂,投喂时间间隔30s),比较了14组转基因鲤和对照鲤的摄食行为及其对摄食和生长的影响。经过3天6次重复观察,在投喂前和投喂后的2分钟内,转基因鲤保持了比对照鲤显著高的活动水平和社会地位;在投喂阶段,转基因鲤拥有显著高的摄食频数、活动水平和社会地位,对每个时间点所投饵料始终保持显著高的摄食频数,摄食量是对照鲤的1.74倍。8天的实验结束后转基因鲤的体重特定生长率是对照鲤的4.09倍。这些结果揭示了转基因鲤具有不同于对照鲤的摄食行为特征,增强了摄食竞争力,因而能够获得更多的食物资源,用于满足快速生长的需要。   2.采用配对设计,在有限的团状食物资源供给下,比较研究了12组GH转基因鲤和对照鲤的摄食行为及其对摄食和生长的影响。经过3天6次重复观察,转基因鲤活动水平比对照鲤高73.3%,摄食区停留时间和摄食等级也显著高于对照鲤,其摄食量是对照鲤的1.86倍。在10天的实验期间,虽然转基因鲤的特定生长率略高于对照鲤,但两者没有显著差异。这些结果表明:在有限的团状食物资源供给下,转基因鲤仍然具有较高的活动水平和社会地位,因而增强了摄食竞争力。但在短期内并未发挥快速生长的潜能,这种状况可能与食物资源有限、转基因鲤较高的活动成本以及对照鲤所采用的“偷食策略”有关。   3.研究了转基因鲤和对照鲤对食物丰度和捕食风险的行为响应。在没有捕食风险时,虽然转基因鲤的摄食比例(79.0±5.7%)比对照鲤(68.7±7.9%)更高,但两种鱼的相对摄食竞争力差异并不显著,4天的实验结束后,转基因鲤的特定生长率是对照鲤的1.62倍;捕食风险明显降低了两种鱼的摄食活动水平,但转基因鲤(5.4±0.7%)比对照鲤(1.1±0.4%)更乐意在食物丰度较高的生境中冒险摄食,而且生长率为对照鲤的3.41倍,表现出了快速生长的特性。这些结果表明:为了满足快速生长对食物的需求,转基因鲤较高的冒险摄食行为可能会导致较高的死亡率。   4.利用配对设计实验,在鳜作为捕食者时,比较了转基因鲤和对照鲤的反捕食能力。在小个体配对的短期实验中,转基因鲤捕食死亡率(88.3%)显著高于对照鲤(61.7%);在大个体配对的短期实验中,也得到类似结果(转基因鲤53.3%,对照鲤26.7%)。这些结果表明快速生长的转基因鲤具有较低的反捕食能力,鱼类生长与死亡之间存在权衡机制。这暗示了逃逸或释放的转基因鲤在自然水体中可能会经历一个较低的适合度。   5.在鳜作为捕食者、接近自然的池塘环境中,研究了在较长的实验期间转基因鲤幼鱼的存活和生长特征。生境A中具有挺水植物,人工投放的饵料生物相对贫乏;生境B中没有任何挺水植物,人工投放的饵料生物相对丰富。45天后,同生境的转基因鲤和对照鲤体重之间的差异不显著;越冬后(216天后),转基因鲤的体重是同生境中对照鲤的1.27倍(生境A)和1.46倍(生境B),差异显著;实验结束时(338天后),转基因鲤的体重也显著地高于同生境的对照鲤。在实验的不同时期,转基因鲤的死亡率(72.5%-87.5%)始终显著高于同生境的对照鲤(50%-43.3%)。此外,在实验的不同时期,生境B中的转基因鲤和对照鲤比生境A中的同类鱼生长更快。这些结果表明:在类似自然的环境中,由于食物有限,短期内转基因鲤快速生长的潜能受到抑制,但随着实验时间的延长,转基因鲤表现出了快速生长的特性;在实验期间,转基因鲤存活适合度显著低于对照鲤。
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