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  • 客觀日本

    東海大學:實現海馬的完全人工養殖

    2021年05月31日 產學研合作

    秋山信彥

    東海大學 海洋學部 水產學科

    秋山 信彥

    海馬是刺魚目海龍科多種小型魚類的統稱。中國自古以來一直將海馬用作強身健體的中藥,所用品種包括大海馬、庫達海馬、日本海馬、斑海馬等。這些海馬以干貨的狀態在市場上流通。

    海馬的主要市場為中國,但它并不是自然界大量存在的生物,而是屬于瀕危物種,為限制國際貿易,海馬屬的所有品種都被列入了華盛頓公約(CITES:瀕危野生動植物種國際貿易公約)附錄Ⅱ中。

    通常情況下,如果出口國符合一定的標準,取得了出口許可證,則列入附錄Ⅱ的物種可以進行國際貿易。不過,目前日本是被限制海馬類出口的。所以亞熱帶和熱帶地區的發展中國家就出現了大量捕撈海馬進行貿易的情況。

    光靠捕撈野生海馬無法滿足需求量,需要進行養殖。如果能通過養殖消除捕撈野生海馬的需求,不僅有助于保護野生生物,還可以滿足市場需求。

    研究海馬養殖的契機

    在此背景下,靜岡商工會議所為尋找新的產業,由會員企業成立的“新產業開發振興機構”(靜岡縣靜岡市)推進的“駿河灣地區新事業創造項目”中,討論了海馬養殖事宜,最終決定進行研發。

    東海大學海洋學部水產學科一直在利用取自全年恒溫無氧,沒有任何一般細菌的靜岡縣三保半島的地下海水,研究藍鰭金槍魚、絲背細鱗鲀、萊氏擬烏賊和真蛸等多種海洋生物的養殖,所以這次決定參與海馬的繁殖研究。東海大學的優點是,擁有海洋科學博物館,還有在水族館展示海馬的經驗,因此方便獲得海馬作為觀賞生物的信息。

    海馬的生態

    海馬擁有獨特的形態,不僅是形態,其生態也很獨特。有些魚類,如金槍魚和沙丁魚等會產下大量漂浮的魚卵擴散到廣闊的海洋中,這樣即使有魚卵或幼魚被其他生物吃掉,或者因為缺乏食物而死亡,也依然能有一些個體存活下來。也就是所謂的風險分散型。除此之外,魚類還會通過在海底分散產卵或者在海藻和巖石上產卵并使其附著在上面等多種繁殖方法留下后代。其中,有些魚類會在魚卵孵化前一直為其提供保護。不僅有在自己產下的魚卵旁邊提供保護的種類,還有一直將卵含在口中直到其孵化的種類。海馬也是保護魚卵的魚類之一。

    海馬的雄魚腹部有育兒囊(育兒袋),雌魚在該育兒袋中產卵,雄魚向袋中釋放精子進行受精。魚卵孵化后,幼魚不會立即離開雄魚的育兒袋,直到把從父母那里獲得的營養物質——卵黃全部吸收后才離開。庫達海馬是2~3周后離開育兒袋。卵黃全部被吸收后,雄魚通過伸縮腹部將育兒袋中的幼魚排放出來。所以,海馬被認為是雄性生育后代。

    從育兒袋中出來的庫達海馬幼魚只有5mm左右,但形態已經與成魚相同(照片1)。不過,此時的庫達海馬幼魚還沒有形成硬骨骼。這意味著幼魚不能像成魚那樣用尾部纏附住海藻等。庫達海馬一般白天在海底爬游,夜間則纏附于某種物體上休息。而庫達海馬的幼魚雖然外觀與成魚相同,但還無法纏附到物體上,因此幼魚作為浮游生物生活。小干白魚(沙丁魚等魚類的魚苗用鹽水煮過后曬制的魚干)中有時就混有海馬,因為這一時期的海馬幼魚游泳能力比較弱,也無法纏附到其他物體上,只能像其他浮游生物一樣漂浮在海中,所以會與魚苗一起被捕撈。有趣的是,這一時期的海馬幼魚有很強的趨光性,夜間會向光亮處聚集**1??赡苁菫榱擞行Р妒潮还馕男⌒透∮紊?。這種浮游生活2~4周結束(照片2),之后會著陸海底,像成魚一樣,白天在海底爬游,夜間為避免被洋流沖走則纏附到其他物體上休息。

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    照片1:剛剛從雄海馬的育兒袋中排放出來的幼魚   照片2:即將著陸海底的幼魚

    海馬的培育方法

    海馬靠捕食小型甲殼類動物等為生,因此水族館等一般為其喂食活的糠蝦。這樣飼養會定期產卵,并孵化幼魚。不過,從雄海馬育兒袋中排放出來的幼魚存活率非常低。多的時候每次可以產出近1,000條幼魚,但最終能用于展示的只有20條左右。如果用于展示和鑒賞,這個數量已經足夠,但作為中藥材料使用的話,這樣的養殖效率太低。真鯛和比目魚等技術已經相當成熟的魚類可以穩定實現60%以上的種苗生產,因此,研究團隊首先設定的目標是使庫達海馬的海底著陸率也達到60%。

    養殖之初,關于幼魚的養殖方法和喂食方法模仿了很多文獻及信息,但哪種方法都未實現大量生產。在這種情況下,研究團隊著眼于海馬的游泳能力。普通魚類由尾鰭提供最大推進力。金槍魚等魚類會將背鰭、胸鰭和腹鰭等折疊收納到身體的凹陷處,以盡量減小阻力,從而最大限度利用尾鰭的推進力快速游動。但海馬的尾鰭退化,變成了卷繞型,因此靠扇動背鰭和胸鰭緩慢游動。尤其是像前面介紹的那樣,海馬在出生后的前1個月骨骼還不夠硬,游泳能力非常差。很多魚類出生后的形態不會立即變得與成魚相同,要先作為浮游生物生活。在此期間,很多幼魚都因為找不到食物而被餓死。這種現象稱為早期死亡。

    海馬的幼魚出生時形態就與成魚相同,因此看起來似乎有游泳能力,但實際上與其他魚類一樣,這一時期的游泳能力非常弱。另外,普通魚類的幼魚可以通過將身體彎曲成S狀并突然伸展來瞬間移動一定的距離進行捕食,但海馬無法做到這一點,游泳能力也很差。海馬的進食方法是將下顎向下打開,張大口腔,然后將口腔前部的水一下吸入口腔,從而捕食其中所含的浮游生物。這種攝食方法稱為吸食,但效率非常低。研究團隊覺得,以這種攝食方法可能無法充分攝取食物。

    因此,研究團隊較喂食普通魚類時大幅增加了餌料褶皺臂尾輪蟲**2的投放密度,而且所喂食的褶皺臂尾輪蟲增強了庫達海馬所需的營養素n-3高度不飽和脂肪酸的含量。通常情況下,海馬一口可以攝食300μm(微米)左右的褶皺臂尾輪蟲。當然,失敗的話則完全吃不到。研究團隊將褶皺臂尾輪蟲的密度增至50~200個/cc左右。這個數字與培育輪蟲時的密度相當。一般情況下不會以這種密度飼養生物。由此,庫達海馬的幼魚得以充分進食,能前所未有地一直吃到腹部鼓脹,可以提高著陸海底之前的生存率**3。

    但這種方法存在各種問題,尚未實現穩定生產,比如水質明顯惡化,在某些情況下還會產生特定的雜菌等。不過,最近有時能達到95%以上的著陸率,影響穩定生產的各項問題正在逐漸解決(照片3)。

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    照片3:大量生產的庫達海馬的成魚

    未來展望

    如上所述,關于幼魚養殖的問題大部分都已經得到解決。另一方面,成魚的產卵還存在問題。喂食活的黑褐新糠蝦可以大量產出優質魚卵,但即使同樣是黑褐新糠蝦,喂食冷凍產品的話產卵量就會減少。產卵量會逐漸減少,會降到100粒以下。不僅是冷凍黑褐新糠蝦,人工繁殖的成魚還經常攝食磷蝦和魚苗等。即使在冷凍餌料里加入維生素等再投喂,但產卵量依然會減少。如果在飼養地點能穩定獲得活的黑褐新糠蝦,幾乎可以解決全部問題。

    今后,通過進一步解決這些問題,將有可能實現在任何地方都可以使用全封閉式循環過濾系統做到完全養殖,這樣無需捕撈野生海馬就能滿足其需求。

    【參考文獻】
    **1:
    巖谷厚志·金子誠·秋山信彥(2013):庫達海馬Hipocampus kuda稚魚生長過程中的骨架形成與趨光性變化。水產繁殖61(2),145- 151
    **2:
    金子誠·下川原誠·西村彌亞·齋藤寬·岡田喜?!で锷叫艔?013):庫達海馬稚魚存活率與餌料中的脂肪酸成分的關系。水產繁殖61(2), 189-197
    **3:
    金子誠·齋藤寬·秋山信彥(2015):餌料輪蟲的投喂密度對庫達海馬的稚魚生長的影響。水產繁殖63(4),409-415

    日語發布原文

    文:秋山信彥(東海大學 海洋學部 水產學科)
    原載自《產學官合作月刊》,2021年5月號
    翻譯編輯:JST客觀日本編輯部