Long-term growth and male sexual maturation of captive-born Japanese wobbegongs (Orectolobus japonicus): implications for life-history research and conservation
本研究利用人工繁育日本毯鲨的长期记录，旨在确立包括正异速生长、逻辑渐近尺寸以及雄性性成熟特定里程碑在内的关键生命史参数，从而为未来的保护工作及野生种群比较提供重要的基准。
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为了了解鲨鱼如何生存、生长和繁殖，科学家必须了解它们的年龄以及它们长大的速度。对于许多鲨鱼物种而言，由于这些动物难以捕捉、在野外难以追踪，且往往在研究人员能够对其进行研究之前就已死亡，导致这些信息目前是缺失的。如果不知道一只鲨鱼何时成为成年个体或它会产下多少幼崽，就很难保护该物种免受过度捕捞或栖息地丧失的影响。对于那些终生隐藏在海底的底栖鲨鱼来说，情况尤其如此。虽然科学家们长期以来一直通过研究水族馆中的鲨鱼来学习其生长过程而不伤害它们，但其中大多数研究仅持续了几年。要真正了解一只鲨鱼的一生，研究人员需要观察它从出生到完全发育成熟并能够产生后代为止的全过程。
日本大阪海游馆的一组研究人员终于为日本斑尾鲨（Japanese wobbegong）提供了这种长期的观察视角。这是一种生活在日本海域的、具有伪装能力的体型较小的鲨鱼。通过将这群鲨鱼养在人工饲养环境中，并连续数年每月记录一次它们的生长情况，科学家们得以精确绘制出该物种的发育图谱。他们发现这些鲨鱼的生长方式非常特殊，即体重的增加速度快于体长的增长速度，并且他们确定了雄性鲨鱼具备繁殖能力的精确时刻。这项工作为原本难以研究的物种提供了一个罕见的、清晰的生命史视图，为保护主义者提供了可以与野生种群进行比较的坚实基准。
故事始于22只幼鲨的诞生。2018年，研究人员在一个大水箱中发现了5只幼鲨；2020年，一只怀孕的雌鲨被移至一个独立的隔离水箱，并在那里产下了17只幼鲨。由于研究人员每天都会观察水箱，他们掌握了每一只幼鲨确切的出生日期，误差小于24小时。这种精确度在野外几乎是不可能实现的。随后，科学家们大约每月测量一次这些幼鲨的长度和重量。他们还密切观察雄性鲨鱼，测量其交配器（claspers）的长度——这是位于雄性鲨鱼腹部的成对生殖器官。在雄性鲨鱼中，这些器官起初细小且柔软，随着鲨鱼成熟，它们会变得更长、更硬，最终成为用于繁殖的工具。
数据揭示了这些鲨鱼生长的清晰模式。随着鲨鱼长大，它们增加体重的速度远快于增加体长的速度。这被称为正异速生长（positive allometric growth），意味着随着年龄的增长，鲨鱼变得更加粗壮和沉重，而不仅仅是拉长。这种模式在雄性和雌性之间是相同的。研究人员测试了几种数学模型，以观察哪一种最能描述日本斑尾鲨的生长曲线。他们发现，逻辑斯谛模型（logistic model，描述生长开始时很快，随着动物达到最大体型而减速的模型）比其他常见模型更能拟合数据。根据该模型，当鲨鱼的总长度达到略超过100厘米时，它们会停止生长。据估计，雄性鲨鱼会长得稍大一些，达到约107厘米，而雌性则达到约102厘米。
其中一项最重要的发现涉及雄性鲨鱼何时达到性成熟。研究人员密切观察了四只雄性鲨鱼的交配器。他们观察到，当鲨鱼大约1,000天大（约2.7岁）且体长约为75厘米时，这些器官开始快速生长。到鲨鱼大约1,200天大（即3岁出头）时，交配器相对于鲨鱼体型的生长已趋于平缓，长度达到了约84厘米。最终的成熟证明来自于一只雄性鲨鱼。在它1,997天大（近5.5岁）且体长为97.8厘米时，观察到它从交配器中释放出了精液。这证实了该鲨鱼已达到功能性性成熟，即在生理上具备了繁殖能力。
该研究还为日本斑尾鲨一次能产下的幼崽数量提供了可靠的计数。虽然之前的报告曾基于两只雌鱼提出了32个幼崽的窝量，但这些数字并未得到证实。在本研究中，2020年那只处于隔离状态的雌鱼恰好产下了17只幼鲨。这个数字与已知相关鲨鱼物种的情况相吻合，相关物种的窝量通常在几只到几十只之间。研究人员指出，2018年的那一窝可能更多，但有些幼鲨可能在被发现之前就被水箱中的其他鱼类吃掉了，这就是为什么2020年来自隔离水箱的计数被认为更准确的原因。
这些长期记录是非常宝贵的，因为它们为日本斑尾鲨提供了已知的年龄基准。在野外，很难准确知道一只鲨鱼的具体年龄或它何时成为成年个体。通过拥有这些来自人工饲养出生鲨鱼的详细数据，科学家现在可以将野生鲨鱼进行对比，观察它们的生长速率或达到成熟时的体型是否一致。研究人员提醒说，水族馆中的鲨鱼生长方式可能与海洋中的不同，因为它们拥有稳定的食物供应和稳定的温度。然而，这项研究建立了对该物种生命周期的基础性理解。它证实了日本斑尾鲨生长缓慢、成熟较晚且后代数量适中，这些特征都使其在面对人类活动时显得较为脆弱。有了这些新信息，保护工作可以得到更好的指导，以确保这些底栖鲨鱼能在太平洋中持续繁衍。
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