文/彭宗衛(wèi) 肖 慧 編輯/田宗偉
中華鱘:遠(yuǎn)古、現(xiàn)實與未來的對話
文/彭宗衛(wèi) 肖 慧 編輯/田宗偉
長江是中華民族的母親河,也是我國水生生物資源的寶庫。有一種古老的水生生物,生在長江,長在大海,雖然遠(yuǎn)行萬里仍不忘尋根故鄉(xiāng),把生命和愛情都留在長江里。它就是有“水中熊貓”之譽的中華鱘。
中華鱘是我國現(xiàn)存最古老的物種之一,它見證了地球生物進(jìn)化歷史和中華民族的文明發(fā)展。
一億四千萬年來,中華鱘與長江母親河結(jié)下了古老的親情。中華鱘曾經(jīng)是和恐龍并存的古生物種,江河巨變,自然滄桑,恐龍滅絕了,中華鱘卻以強大的生命力延續(xù)下來,生存到今天,成為我們研究古代地球變化的魚類“活化石”。
中華鱘的形狀非常奇特。它長著掃帚式的歪尾巴,身體像一把梭子,頭呈長三角形,眼睛以前部分像扁平的犁狀,略向上翹。嘴巴在頭的腹面,成一條橫裂縫,能夠自由伸縮。嘴巴的前方并排長著4根小須。眼睛很小,眼后有噴水孔。幼體中華鱘魚的皮膚很光滑,沒有鱗片。成年中華鱘魚有5行大的菱形骨板,全身骨骼為軟骨質(zhì)。頭部和身體背青灰色或灰褐色,腹部是灰白色。
一億四千萬年來,地球上的生物都在與環(huán)境的適應(yīng)和競爭中尋求生存。隨著大陸的漂移,自然的變化,中華鱘最終選擇了中國的海域和長江作為繁衍生息地。
中華鱘為什么和長江有緣?據(jù)有關(guān)專家考證,古代的荊江地區(qū)是一個江湖難分的水域,叫“云夢澤”,那時候洞庭湖和江漢湖群的前身要比現(xiàn)在的洞庭湖大得多。如今的洞庭湖區(qū),由泥沙沖積而成的田地,土層深厚,通透性好,含有大量有機質(zhì),特別肥沃,再加上氣溫適中,水源充足,無霜期長,從而使湖區(qū)內(nèi)十幾個縣成為我國著名的糧棉生產(chǎn)基地。同時,湖內(nèi)魚類資源豐富,共有130多種。其中,古老的珍貴魚種——中華鱘,更是“洞庭魚王”,它們常到湖中來索餌、越冬。據(jù)現(xiàn)在挖掘出的化石可以看出中華鱘在遠(yuǎn)古以及各個不同時期的模樣,可見中華鱘的歷史當(dāng)已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)。
中華鱘是世界僅存的鱘屬魚類之首,也是我國一級野生保護(hù)動物。在全球現(xiàn)存的27種鱘魚中,它是生長最快、個體最大的珍稀魚類。我國歷史上很早就有關(guān)于中華鱘的記載?!对娊?jīng)》、《呂氏春秋》、《本草綱目》等文獻(xiàn)里,對它有不同的稱呼。作為地球上最古老的脊椎動物之一,在研究生物進(jìn)化、地質(zhì)、海貌、海退等方面,中華鱘具有重要的科學(xué)價值和難以估量的生態(tài)、社會、經(jīng)濟價值。
中華鱘是典型的溯河產(chǎn)卵洄游魚類,是現(xiàn)存27種鱘形目魚類中分布最南部的種類(中華鱘種群南越過了北回歸線,其他種群均分布于北回歸線以北),具有產(chǎn)卵群體平均個體大、產(chǎn)卵洄游路線長等特征,主要分布在我國東海、黃海、珠江和長江干流,歷史分布范圍還包括朝鮮半島和日本海域,有珠江和長江2個種群。長江干流是中華鱘的主要棲息地,在珠江流域繁殖的中華鱘種群數(shù)量稀少。
和中華兒女一樣,中華鱘有一種執(zhí)著的回歸與尋根習(xí)性。他們金沙江生,大海里長,成熟再返金沙江。億萬斯年,中華鱘從沒有失去過方向感,它們執(zhí)著地迷戀長江三峽和浪濤奔騰的金沙江,每年都有成熟的鱘魚從長江回游到金沙江上產(chǎn)卵。1963年,我國魚類學(xué)家伍獻(xiàn)文教授給這種愛國魚取名叫中華鱘。
中華鱘主要棲息在我國東海、黃海大陸架海域及長江、珠江、閩江、錢塘江、黃河。目前,黃河、錢塘江、閩江早已絕跡,珠江數(shù)量極少,僅長江現(xiàn)存一定數(shù)量。長江水系的3種鱘魚類分別是:白鱘、中華鱘和達(dá)氏鱘。這3種鱘魚為我國獨有物種,均列入國家一級保護(hù)動物。專家研究發(fā)現(xiàn),達(dá)氏鱘和中華鱘是鱘科魚類中親緣關(guān)系最近的兩種??赡茉谳^早的遠(yuǎn)古時代,由于長江不同地理位置的生態(tài)變遷,一部分中華鱘逐漸適應(yīng)長江上游的生態(tài)環(huán)境而定居下來,或在歷史的某一時期中華鱘的某一群體被阻隔在長江某一支流或附屬水體而生存下來。從DNA分析推測,達(dá)氏鱘和中華鱘染色體數(shù)基本相同,在細(xì)胞進(jìn)化上也處于同一層次。所以從理論上講,中華鱘和達(dá)氏鱘人工雜交的后代不僅可以成活,而且是可育的。這一結(jié)論為未來的中華鱘保護(hù)打開了新的空間。
葛洲壩工程建成前后的出海及洄游路線。 制圖/田宗偉
中華鱘屬鱘形目鱘科,它生在長江,長在大海,是海河口的洄游魚類,為了繁殖和尋找食物,常常自由來往于咸水與淡水之間,是大型魚類當(dāng)中的“游牧民族”。人們常在我國海濱的金色沙灘,在海礁周圍和珊瑚群中,在黃河入海口,都看見過中華鱘的身影。但是,中華鱘最迷戀的還是長江三峽和浪濤奔騰的金沙江。一般雄性中華鱘要9年才成熟,雌性要14年才成熟。中華鱘的個體碩大,形體威猛,成魚體長可達(dá)5米,體重達(dá)千斤,壽命長達(dá)百歲,是淡水魚類中個體最大、壽命最長的魚。
滔滔長江是中華鱘生命的搖籃。每年春夏,幼年中華鱘從長江上游游出長江口,進(jìn)入東海。在大海里遨游十幾年后,等到生育能力成熟,它們就開始找到自己記憶中的長江口,溯河洄游到長江上游的金沙江生兒育女。
每年夏秋,成群結(jié)隊的中華鱘從長江口外的淺海海域游到長江,溯流博擊,回到自己的“故鄉(xiāng)”金沙江宜賓一帶產(chǎn)卵繁殖。等到幼魚長到15厘米左右時,這些尋根的“游子”又?jǐn)y兒帶女,順流而下,旅居大海。就這樣,它們世世代代生在長江、長在大海里,養(yǎng)成了身居海外不忘故鄉(xiāng)的“美德”。
成年中華鱘在東海里“戀愛”成功后,雙雙結(jié)對從長江口進(jìn)入長江,從長江口到金沙江,要上溯3000多公里,中華鱘一路上要克服重重艱難,才能回到自己的出生地。這期間,中華鱘一般不再吃任何東西,一直溯江而上到金沙江下游的宜賓江段。在那里有卵石堆砌而成的天然產(chǎn)床,它們“結(jié)婚”繁殖,產(chǎn)下后代,三個月后,再帶著自己的兒女回到大海。
下一年的春天,又一批愛情成熟的中華鱘,會相約回到長江上游產(chǎn)卵,魚卵隨江水漂流、孵化,變成可愛的生命。初生的鱘魚苗依靠著長江水的托舉,流送到美麗的大海。
堅韌不拔,追求美好愛情,世世不忘長江,億萬年來——中華鱘向世人講述著一個美麗動人的故事。
水生生物學(xué)家正在研究中華鱘這種特有的記憶功能的奧秘。
長江口是鱘魚雙親繁衍后代的“中轉(zhuǎn)站”,又是幼鱘回歸故里前的“避風(fēng)港”,所以,國家在上海建設(shè)了“長江口中華鱘自然保護(hù)區(qū)”,這是我國國內(nèi)首個魚類行為生態(tài)學(xué)實驗室。
在野外為中華鱘做B超檢查。 攝影/黎明
中外專家一起為中華鱘親魚做B超檢查。 攝影/何燕強
觀察中華鱘精子活力。 攝影/何燕強
天然鉺料喂養(yǎng)親魚。 攝影/黎明
人工采卵。 攝影/黎明
解剖中華鱘魚苗,分析死亡原因。 攝影/何燕強
觀察中華鱘精子活力。 攝影/何燕強
觀察剛授精孵化的中華鱘卵。 攝影/黎明
修建葛洲壩水利樞紐工程,使中華鱘的自然繁殖受到不利影響。1981年1月,葛洲壩工程大江截流后,阻斷了中華鱘自長江口洄游到金沙江的通道。中華鱘被大壩阻隔在壩下江段。中華鱘告別了祖祖輩輩繁衍生息的金沙江。
葛洲壩工程建壩之始,就有了救魚問題的爭論,當(dāng)時有兩種保護(hù)意見,一種是修建魚道,在中華鱘秋季繁殖時打開,讓魚能夠穿過大壩到上游去繁殖,另一種是采取人工繁殖、放流以保證物種的延續(xù)。
1982年,經(jīng)水利部批準(zhǔn)成立“三三○水產(chǎn)處”,其主要任務(wù)是“研究和完善中華鱘人工繁殖放流技術(shù),并進(jìn)行實驗性生產(chǎn),網(wǎng)捕中華鱘過壩,使鱘魚在上游產(chǎn)卵場孵化幼魚,開展中華鱘生態(tài)習(xí)性的研究”。這是我國第一個與大壩建設(shè)有關(guān)的魚類人工繁殖放流研究機構(gòu)。1985年該機構(gòu)更名為中華鱘人工繁殖研究所,1993年更名為中華鱘研究所。2008年9月,中華鱘研究所從葛洲壩集團(tuán)公司整體劃歸中國三峽總公司管理。
所謂人工增殖放流,就是從長江里捕捉野生雌雄中華鱘,進(jìn)行人工取卵取精,人工受精,繁育出幼苗,放入長江,以增加長江里中華鱘的種群數(shù)量達(dá)到物種延續(xù)的目的。
從1982年秋季開始,葛洲壩壩下的長江江段就聚集了一批為攻克葛洲壩壩下中華鱘人工繁殖難關(guān)的科學(xué)家和水產(chǎn)工作者們。他們來自湖北和四川兩省各市,既有兩鬢斑白的老者,也有初出茅廬的水產(chǎn)界新兵。由于這一年中華鱘人工繁殖基地建設(shè)沒有完成,只能采取傳統(tǒng)的江邊栓養(yǎng)親魚——發(fā)育到性成熟階段,有繁殖能力的雄魚或雌魚,即野生種魚——催產(chǎn)的方式。他們風(fēng)餐露宿,吃住在江邊的船上,日以繼夜,對每一尾起水的親魚進(jìn)行檢查、處置。10月中旬,成熟的雄魚得到了!人工催產(chǎn)、精子活力檢查、精液保存……各項工作有條不紊地開展。遺憾的是,由于江邊栓養(yǎng)不利于親魚的養(yǎng)護(hù),捕捉到的成熟雌魚催產(chǎn)期間沒能?;?,人工繁殖沒能成功。
1983年,葛洲壩中華鱘增殖放流站基地的親魚催產(chǎn)池、孵化器等鱘魚人工繁殖專用設(shè)施投入使用。在當(dāng)年的秋季,我國水產(chǎn)系統(tǒng)、水利系統(tǒng)兩大中華鱘人工繁殖協(xié)作組齊聚中華鱘研究所黃柏河基地攻關(guān),他們將從壩下捕獲的成熟親魚用船運到基地的催產(chǎn)池中進(jìn)行人工催產(chǎn)首獲成功,孵出子一代中華鱘魚苗20萬尾。
早期的中華鱘人工催產(chǎn),以殺死成年中華鱘獲取腦垂體以用作催產(chǎn)劑進(jìn)行。從1982年開始,中華鱘研究所不斷進(jìn)行用LRH-A和其它輔助催產(chǎn)劑來進(jìn)行催產(chǎn)的試驗,以走出“為保護(hù)中華鱘又殺死中華鱘”的無可奈何。1986年,科研人員采用人工合成激素替代中華鱘腦垂體進(jìn)行催產(chǎn)繁殖獲得成功,終于結(jié)束通過捕殺野生中華鱘獲得催產(chǎn)素的歷史。
從1984年開始,中華鱘研究所每年都要將人工繁殖的中華鱘放流長江。至今已經(jīng)累計向長江放流各種規(guī)格的魚種500余萬尾。如今,在放流現(xiàn)場,我們看到的都是一條條個頭不小的中華鱘從滑道被放入長江。而在上世紀(jì)80年代,科研人員卻是在船上用盆將1厘米長、剛出膜的魚苗倒進(jìn)江中,這些魚苗被稱為水花。科研人員說,“把它們投進(jìn)長江,也就是希望自然環(huán)境下它們能夠存活下來。但是,水花太小,進(jìn)了長江當(dāng)時也沒辦法進(jìn)行監(jiān)測,估計不少都填了天敵們的肚子。但是,這是唯一辦法,國際上當(dāng)時都這么做。”
然而大規(guī)格中華鱘苗種的培育并非易事,其水質(zhì)、水溫、食物、魚病防治、養(yǎng)殖密度、日常管理等只要有一個因素不當(dāng),大規(guī)格中華鱘苗種的培育就不能實現(xiàn)。上世紀(jì)80年代中期,幼苗培育培育至10cm大規(guī)格魚種的存活率只有13%左右,放流中華鱘仍以仔魚為主。經(jīng)過多年研究,1995年,突破大規(guī)格幼鱘培育技術(shù),將規(guī)模化培育幼鱘的成活率提高到70%以上。1997年,攻克了中華鱘營養(yǎng)需求和馴食配合飼料技術(shù),使苗種培育不再依賴活餌料,大大提高了培育苗種的數(shù)量和放流魚種的規(guī)格。1998年,研究所在全國率先開展網(wǎng)箱養(yǎng)殖中華鱘試驗獲得成功,使鱘魚成魚養(yǎng)殖的成本大大降低。
在1999年以前,中華鱘基本上都是采取剖腹的方法取卵,為了采卵,親魚就犧牲了。研究人員曾試驗過手術(shù)取卵,可確保產(chǎn)后親魚成活,但操作煩瑣,術(shù)后魚體康復(fù)不夠理想。經(jīng)過無數(shù)次的失敗之后,2000年,活體采卵獲得成功,結(jié)束了殺魚取卵的歷史,實現(xiàn)了產(chǎn)后親魚的可持續(xù)利用。
在成功解決了中華鱘性腺檢測、催產(chǎn)劑改進(jìn)、馴食配合飼料研制、活體無創(chuàng)傷采卵、產(chǎn)后康復(fù)一系列問題后,2005年,中華鱘研究所開始了中華鱘全人工繁殖項目的立項工作,2009年秋成功繁育出世界上首批全人工繁殖子二代中華鱘魚苗。
剛剛孵化出的中華鱘幼苗。 攝影/黎明
2009年10月4日,世上第一尾全人工繁殖的中華鱘“子二代”在中華鱘研究所三峽壩區(qū)基地破膜而出,在不到一天的時間里,1.8萬余尾鱘苗相繼誕生。
“子二代”解釋起來并不復(fù)雜,研究人員把捕撈到的野生中華鱘親魚稱為“祖輩”,用這些“祖輩”通過人工繁殖出的一代被稱作“父輩”即“子一代”,再使“父輩”雄魚和雌魚在人工養(yǎng)殖條件下發(fā)育到性成熟,通過人工繁殖獲得的下一代中華鱘就是子二代了。如果簡單通俗地說,子二代就是野生中華鱘親魚的孫子孫女。
立項之初,可供選擇的有技術(shù)路線兩條:一是部分模擬中華鱘的自然生活史,讓鱘魚經(jīng)歷淡水-海水-淡水的養(yǎng)殖過程,使其性腺發(fā)育成熟;一是在純淡水條件下,通過人工調(diào)控周年養(yǎng)殖條件,包括水溫、水流、營養(yǎng)、光照等使其性腺發(fā)育成熟。到底選擇哪一條技術(shù)路線,科研人員陷入了沉思。這些本應(yīng)在海水中長大的中華鱘,在淡水中將它們養(yǎng)大,它們的性腺還會繼續(xù)向前發(fā)育嗎?是否還需要為其提供海水環(huán)境促使其性腺的發(fā)育啟動呢?
經(jīng)過對野生中華鱘自然生境的研究和研究所在野生中華鱘蓄養(yǎng)方面研究成果的分析,決定采用后一技術(shù)路線。研究人員首先對子一代中華鱘親魚進(jìn)行PIT電子芯片標(biāo)記以利識別,并為每一尾親魚建立檔案,時進(jìn)掌握其性腺發(fā)育狀況。
2009年9月18日至23日,研究人員先后確認(rèn)兩尾子一代中華鱘親魚(一雌一雄)性腺發(fā)育至Ⅳ期末成熟階段,最后攻關(guān)的時候來臨了。
9月29日凌晨,1尾成熟雄魚由黃柏河尾灘基地轉(zhuǎn)運至三峽基地進(jìn)行人工催產(chǎn)。29日16:30,順利采得大量優(yōu)質(zhì)精液,對該精液進(jìn)行鏡檢,發(fā)現(xiàn)精子成活率高、壽命長,完全能滿足人工授精要求。
18:48,對成熟雌魚進(jìn)行催產(chǎn),但由于成熟雌魚體質(zhì)較弱,將其轉(zhuǎn)入較小的催產(chǎn)池后,魚不適應(yīng),在催產(chǎn)初期繞池壁狂游,其后又伏在池底不愛游動,這給人工催產(chǎn)造成了極大難度,以至于到了理論排卵時間,該魚卻未見排卵跡象。時間在靜靜地流逝,大家的心情愈發(fā)緊張焦慮,研究人員一邊討論分析當(dāng)前存在的問題,商量解決的辦法,一邊聚在催產(chǎn)池邊密切關(guān)注親魚的狀況。19:30,有人忽然發(fā)現(xiàn),雌魚排卵了,只是比預(yù)計的排卵時間足足晚了三個半小時!經(jīng)觀察,其卵質(zhì)良好,便即刻按照人工繁殖程序,開始進(jìn)行采卵授精。采卵歷時30分鐘,共采卵4萬粒。9月30日卵子發(fā)育至原腸期統(tǒng)計授精率為71.4%。
中華鱘全人工繁殖的成功,標(biāo)志著人類找到了不依賴稀有的野生親魚就能把中華鱘長期保存下來的有效途徑,同時能使野生中華鱘的自然產(chǎn)卵行為免受人工捕撈的驚擾,從而更好地保護(hù)野生親魚資源。
在接下來的2011、2012、2013、2014年,中華鱘研究所又連續(xù)4年全人工繁殖出中華鱘子二代。而其2013、2014年用作人工繁殖子二代的親魚有的曾參與往年的人工繁殖,也就是說,這兩年的子二代對他們的媽媽來說是第二胎。
從理論上講,中華鱘雌魚性腺再次成熟約需4年時間,但在野生狀態(tài)中幾乎看不到第二次產(chǎn)卵的雌魚。在人工環(huán)境下讓雌魚能夠重復(fù)多次產(chǎn)卵,并與不同的雄魚配比,在技術(shù)上就能讓中華鱘一直繁衍下去。至此,中華鱘全人工繁殖技術(shù)的六道難關(guān),即性腺誘導(dǎo)、雌雄同步、催產(chǎn)時機判斷與掌控、營養(yǎng)調(diào)控、魚苗培育、親本再次成熟全部被攻克,中華鱘全人工繁殖技術(shù)體系已經(jīng)完備。從技術(shù)上講,人類已能做到確保中華鱘這一古老物種的永續(xù)生存。在2014年的全人工繁殖過程中,技術(shù)人員還開展了雌核發(fā)育(單性繁殖)和凍精授精實驗,開始了向更高目標(biāo)的邁進(jìn)。
2013年2月28日,在浙江象山縣鶴浦鎮(zhèn)金七門外側(cè)海域,當(dāng)?shù)貪O民誤捕1尾放流的中華鱘,后證實該魚為2012年在宜昌江段放流的。2013年7月23日,在江西九江湖口縣長江八里江段洋港水域,漁民誤捕1尾放流的中華鱘,通過標(biāo)記確認(rèn)該魚為2013年在宜昌江段放流的。這表明放流的中華鱘能夠存活、進(jìn)入大海、返回長江。
那么保護(hù)中華鱘的工作是否就算大功告成了呢?專家們的看法并不一致。
中華鱘研究所朱欣教授說,中華鱘子二代繁殖的成功,雖能說明中華鱘可以在淡水中繁殖和成長,但與海中成長大的野生中華鱘有何區(qū)別還有待研究,而且,中華鱘的記憶能力可能會因是全人工繁殖而丟失,子二代長大放流長江后,能不能洄游到出生地,仍是有待破解的難題。我們繁殖子一代、子二代,目的都是要將其放流長江,通過大量的增殖放流來有效增加中華鱘的種群。但這些放流的中華鱘需要去適應(yīng)新的長江水環(huán)境,而現(xiàn)在長江的水環(huán)境并不令人樂觀,所以中華鱘的存亡仍取決于自然生存環(huán)境。
人類在成功實現(xiàn)中華全人工繁殖的同時,中華鱘也在不斷調(diào)整自己的生存能力,與時俱進(jìn)。自1992年至2012年,每年都觀察到中華鱘在葛洲壩大壩下游15公里江段范圍內(nèi)有自然繁殖。中華鱘在葛洲壩大壩下江段找到了新的產(chǎn)卵區(qū)域繁衍生息,重新與長江母親河建立親密的生存關(guān)系。但令人擔(dān)憂的是,2013、2014年沒有中華鱘野外自然繁殖的發(fā)現(xiàn)。來年的情況會是怎樣,有待觀察,但愿有新的好消息。