Carry-over effects from nursery habitats may influence reproductive life history of a coastal marine fish
这项研究提供了初步证据,表明黑海鲈的育幼生境来源会影响其后期的繁殖生活史,具体表现为来自河口育幼环境的个体比来自近岸海洋育幼环境的个体提前约六个月从雌性转变为雄性。
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许多生活在海洋中的动物并不会终生停留在一个地方。它们通常在幼年时期生活在浅水且受保护的水域,随着成长,再迁移到更深、更开阔的海域。科学家将这些早期的家园称为“育幼场”。几十年来,研究人员一直认为,幼体所处育幼场的质量决定了它们日后的表现。如果一只幼鱼在富饶且安全的育幼场长大,它可能会长得更快或生存得更好。然而,证明这一点非常困难。要追踪一条鱼从在育幼场的第一天直到成年,以观察这种早期的起点是否改变了它的未来,是非常具有挑战性的。这种被称为“后续效应”(carry-over effect)的概念表明,过去的生存环境可以塑造未来的生物学特征,影响诸如动物生长速度或何时发育成熟等因素。
一个研究小组着手利用黑鲈(black sea bass)来测试这一观点,这是一种在美国沿海常见的鱼类。这些鱼有着独特的生命周期:它们出生时是雌性,随后会改变性别变成雄性。科学家们想知道,黑鲈在幼年时期使用的育幼场类型——是受保护的河口还是开阔的近海——是否会影响其生长速度或性别转变的时机。为了解开这个谜团,他们需要一种能够“回溯时间”的方法。他们转向了鱼的耳朵。每条鱼的体内都有被称为“耳石”(otoliths)的小型硬质结构,它们就像树干上的年轮一样,会随着鱼的生长而增加环纹。随着鱼的生长,这些小石头会捕捉周围水中的微量矿物质。由于河口水的化学成分与开阔海洋的水不同,耳石中的环纹记录了鱼在特定时期所生活的环境的化学特征。
研究人员从河口和开阔海岸收集了数百条幼年黑鲈,以建立一个关于这些化学特征的参考库。他们分析了这些幼鱼的耳石,以确认两种环境留下了截然不同的化学标记。一旦拥有了这张地图,他们便收集了海洋中的成年黑鲈。通过检查成年鱼耳石的内层环纹,他们可以读取这些鱼生命最初几年的化学历史。这使得他们能够确定每一条成年鱼在幼年时期究竟是在河口还是在开阔海洋中长大的。
研究结果显示,大多数成年鱼(约89%)在幼年时期是在河口度过的,只有约11%是在开阔海岸长大的。这证实了虽然河口是主要的育幼场,但开阔海洋也发挥着作用。当科学家观察鱼类的生长速度时,他们发现来自河口的鱼往往比来自开阔海洋的鱼生长得稍快一些,但这种差异很小,在统计学上并不确定。然而,最令人惊讶的发现是关于鱼类性别转变的问题。在河口长大的黑鲈比在开阔海洋长大的黑鲈提前约六个月完成了由雌向雄的性别转变。
这种时机的差异表明,鱼类在婴儿时期经历的环境会影响其成年后的繁殖生活。研究人员指出,河口中较高的水温或不同的化学暴露可能会触发更早的性别转变。他们还考虑到,从河口迁徙出的物理过程可能需要消耗更多能量,从而促使鱼类更早地转换性别以节省能量。虽然来自开阔海洋的鱼类样本量较小,但这一模式极具启发性,暗示了潜在的生物学联系,尽管作者指出这一结果应在未来的研究中使用更大的样本量进行评估。该研究提供了关于“后续效应”的初步证据,扩展了对育幼场角色的理解,表明育幼栖息地不仅仅是帮助鱼类度过早期阶段,它还可能在其繁殖未来留下持久的影响。这一发现对于管理鱼类种群至关重要,因为这意味着保护河口不仅是为了为幼鱼提供一个安全的地方,更是为了维持那些保持种群健康的复杂生命史特征。
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