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鲟鱼环境生物学生长发育及其环境调控

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商品详情

书名:鲟鱼环境生物学——生长发育及其环境调控
定价:268.0
ISBN:9787030513731
作者:庄平,李大鹏,张涛,等
版次:1
出版时间:2017-06

内容提要:
  鲟鱼是一类古老、珍稀和濒危的物种,具有重要的科学研究价值、生态价值和经济价值。我国是世界上鲟鱼资源较为丰富的国家之一,为开展鲟鱼的科学研究提供了得天独厚的条件。
  本书是作者30余年来在鲟鱼环境生物学领域进行系统研究的凝练和总结,不乏他们对研究工作和研究对象的独到见解。内容涉及鲟鱼的早期发育特征、环境因子对其早期发育的影响、个体发育行为、体型形态对水流的适应、生长的环境调控、生长的营养需求、性腺发育调控、盐度适应与渗透压调节机制、生态毒理响应等诸多方面。不仅丰富了鱼类生物学知识,而且为改进鲟鱼物种的保护技术和开发鲟鱼养殖新技术提供了理论指导。

目录:
目录
序一
序二
前言
第1章 绪论 1
1.1 鲟鱼的起源、分类和分布 1
1.2 鲟鱼的主要生物学特征 7
1.3 中国鲟鱼资源及其保护现状 13
1.4 鲟鱼的研究简史及科学和经济价值 19
第2章 鲟鱼的早期发育 23
2.1 鲟鱼早期发育的分期与特征 23
2.2 鲟鱼胚胎发育 24
2.3 鲟鱼胚后发育 30
2.4 鲟鱼胚后发育的异速生长 40
2.5 鲟鱼骨骼系统发育 47
2.6 鲟鱼侧线系统发育 54
2.7 鲟鱼其他器官发育 72
第3章 环境因子对鲟鱼早期发育的影响 76
3.1 环境对鲟鱼胚胎发育的影响 76
3.2 环境对鲟鱼胚后发育的影响 82
第4章 鲟鱼个体发育行为生态学 88
4.1 鲟鱼早期发育阶段栖息地选择行为 88
4.2 鲟鱼早期发育阶段摄食行为 106
4.3 鲟鱼个体发育行为生态学的实践意义 115
第5章 鲟鱼形态对水流的适应 118
5.1 中华鲟和西伯利亚鲟形态对游泳能力的影响 118
5.2 中华鲟幼鱼的异速生长及形态生态学 130
5.3 中华鲟头部与尾鳍形态的运动功能权衡 136
5.4 鲟鱼形态对水流适应性的生态与实践意义 139
第6章 鲟鱼生长的环境调控 141
6.1 温度对鲟鱼生长的调控 141
6.2 光照周期对鲟鱼生长的调控 156
6.3 水流对鲟鱼生长的调控 161
6.4 盐度对鲟鱼生长的调控 171
6.5 养殖密度对鲟鱼生长的调控 181
6.6 环境因子对鲟鱼生长的调控机制及实践意义 193
第7章鲟鱼生长的营养需求 197
7.1 鲟鱼消化道组织学特征与消化酶活性 197
7.2 鲟鱼生长发育的*适蛋白质需求量 208
7.3 鲟鱼生长发育的脂肪营养需求 211
7.4 长江口中华鲟幼鱼摄食的环境适应性 222
7.5 鲟鱼营养需求的生理生态学意义 242
第8章 鲟鱼的性腺发育及其环境调控 245
8.1 鲟鱼性腺发育的规律与特征 245
8.2 鲟鱼性腺发育的生理调节机制 267
8.3 鲟鱼性腺发育的生理生态调控和繁殖特点 276
8.4 鲟鱼性别控制 279
8.5 鲟鱼性腺发育人工调控的实践意义 290
第9章 鲟鱼的盐度适应与渗透压调节 292
9.1 鲟鱼盐度耐受与适应 292
9.2 鲟鱼渗透压与离子调节 301
9.3 鲟鱼鳃上皮泌氯细胞的结构功能与变化 311
9.4 鲟鱼渗透压调节及其生物学意义 318
第10章 鲟鱼的生态毒理学效应 322
10.1 氟对西伯利亚鲟的毒理效应 322
10.2 铅对中华鲟幼鱼的毒理效应 330
10.3 铜对中华鲟幼鱼的毒理效应 348
10.4 鲟鱼生态毒理学效应的实践意义 361
参考文献 364

在线试读:
第1章 绪论
  1.1 鲟鱼的起源、分类和分布
  1.1.1 鲟鱼的起源与进化
  古今中外有许多关于地球上生命产生的神话和学说。过去,中国有盘古开天辟地、女娲捏土造人的神话,西方有耶和华用六天时间创造世界的故事。当今,国际上也有多种学说,基本可归纳为两大类: 一是地表起源说,认为生命是在地球形成后若干亿年的原始地表起源的。二是地外起源说,认为地球上的生命是由地外宇宙生命降落到地球上发展而来的。
  地表起源说是当今生命起源探索的主流。大约在66亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间凝集,大约在46亿年前形成了太阳系,地球作为太阳系的一员,也在46亿年前诞生了。大约在38亿年前地球上出现了原始地壳和稳定的陆块。经过若干前生物演化的过渡形式,*终在地球上形成了具有原始细胞结构的生命,澳大利亚西部瓦拉伍那群(Warrawoona Gr.)中35亿年前的微生物可能是地球上*早的生命证据,即大约在地球形成后的10亿年形成了原始生命。
  地球上生物和非生物长期相互作用构成了今天的生物圈。达尔文(Darwin)认为,物种是可变的,生物是进化的,自然选择是生物进化的动力。生物进化遵循从简单到复杂、从低等到高等、从水中生活到陆上生活的发展规律。地球上的生物拥有共同的祖先,动物演化的进程是,脊椎动物由无脊椎动物演化而来,有颌类由无颌类进化而来。鱼类的出现标志着从低等、原始、无颌的无脊椎动物向有颌脊椎动物进化的一个质的飞跃。
  现知*早的鱼类化石,发现于距今约5亿年的寒武纪(Cambrian period)晚期地层中,但只能够看见一些零散的鳞片,没有鱼类身体的轮廓。距今4亿至3亿5000万年的志留纪(Silurian period)晚期和泥盆纪(Devonian period)时,才有大量的鱼化石被发现,在这些鱼化石中,其形态和构造特征彼此有差别,说明当时已有多种鱼类存在。
  各种古今鱼类可以分为四大类: 无颌类(Agnatha)、盾皮类(Placoderma)、软骨鱼类(Chondrichthyes)、硬骨鱼类(Osteichthyes)。多数无颌类和盾皮类现已灭绝,仅有少数无颌类延续至今,即圆口类(Cyclostomes)。在泥盆纪,软骨鱼类已分为板鳃类(Elasmobranch)和全头类(Holocephalan),到晚古生代二叠纪(Permian period),因第三次冰川期,大量软骨鱼类灭亡。到了中生代侏罗纪(Jurassic period),板鳃类逐渐兴盛,演化出鲨类和鳐类两支,全头类却衰落,仅留下银鲛类的少数种类。硬骨鱼类*早出现于泥盆纪的淡水沉积中,*古老的硬骨鱼类为古鳕类,由此演化出辐鳍鱼类(Actinopterygii)的软骨硬鳞类(Chondrostei)、全骨类(Holostei)、真骨鱼类(Teleostei)。在这3个类群中,软骨硬鳞类*原始,他们的化石发现于泥盆纪,少数种类残存至今,鲟形目(Acipenseriformes)鱼类是其代表。
  鲟鱼类是古棘鱼类(Aceanthodiformes)的一支后裔,根据古棘鱼类化石出现于古生代的志留纪到二叠纪的地质年代,以及体形结构的特点,可以推断鲟形目鱼类是现代硬骨鱼类的祖先。鲟形目鱼类的化石出现在约2亿年前的中生代侏罗纪,它们的骨骼除头颅骨外,绝大多数为软骨,是介于软骨鱼类与硬骨鱼类之间的过渡类型。鲟形目鱼类上颌中的前颌骨与上颌骨相连,并且与头骨分离,脊索延续到成年期,消化道具螺旋瓣,歪尾型,这些都具有原始性状。鲟形目鱼类染色体为多倍体、大量的微型染色体等特征也被认为是较为原始的。
  古代的造山运动、海浸和海退引起的地质、地貌变迁,使古棘鱼类的生态类群发生了分化: 有留于江河湖泊中的淡水鱼类;有移到海洋中的海水鱼类;有栖息于咸淡水近岸的河口性鱼类;还有生活在沼泽、水溪地带的肺鱼和总鳍鱼类等。鲟鱼是*早的典型过河口性鱼类类群。各种类群的生活条件在不断的交替变化之中,因而形成了现有科学记录和命名的3万余种鱼类(图1.1)。
  图1.1 鱼类进化树(仿Bemis et al., 1997)
  1.1.2 鲟鱼的分类
  鲟形目(Acipenseriformes)隶属于脊索动物门(Chordata)、脊椎动物亚门(Vertebrata)、硬骨鱼纲(Osteichthyes)、辐鳍亚纲(Acinopterygii)、软骨硬鳞总目(Chondrostei)。按照地质年代的划分,鲟鱼分为古代鲟鱼和近代鲟鱼两大类。生活在白垩纪(Cretaceous period)之前的为古代鲟鱼,包括软骨硬鳞科和北票鲟科2科。生活在白垩纪之后的为近代鲟鱼,包括鲟科和匙吻鲟科2科。鲟科有鲟亚科和铲鲟亚科2亚科,鲟亚科有鳇属2个种和鲟属17个种,铲鲟亚科有铲鲟属3个种和拟铲鲟属3个种。匙吻鲟科有匙吻鲟属1个种和白鲟属1个种。近代鲟形目现存27种,其中大西洋鲟分2个亚种。
  鲟形目鱼类的分类可以归纳如下(图1.2,表1.1)。
  图1.2 现存近代鲟形目种间亲缘关系(仿Billard and Lecointre, 2001)
  表1.1 世界现存鲟形目(Acipenseriformes)鱼类名录及分类
  关于鲟鱼类的分类问题,250多年来有许多争论,*初著名分类学家林奈(Linnaeus)将鲟鱼视为鲨鱼的近亲,到1846年Mueller将鲟鱼与鲨鱼区分开,并将其划归为硬骨鱼纲,然而,Sewertzoff在1925年、1926年和1928年又否定了这一观点。随着鲟鱼生物学研究的不断深入,尤其是运用现代细胞学和分子生物学手段,鲟鱼分类研究不断取得了一些新的进展。例如,有学者将西伯利亚鲟(A. baerii)的2个亚种取消(Ruban, 1997),认为是同物异名(IUCN, 2015)。然而,鲟鱼的分类学问题仍存在一些争论,鲟鱼类种间形态变化比较研究还需要加强,生物地理学分布、基本形态学特征及系统发育之间的关系有待深入的研究。例如,在北美同一生物地理学分区的3种鲟鱼中,湖鲟(A. fulvesens)和短吻鲟(A. brevirostrum)在形态学特征上很相近,而大西洋鲟(A. oxyrinchus)却相差甚远,这种现象需要进一步地研究加以解释。鲟鱼的分类和系统进化研究仍有许多空白,在进化上的许多假说需要在生态学功能上得到进一步验证,本书后面将讨论的鲟鱼个体发育行为学也可作为研究鲟鱼系统进化的手段。
  1.1.3 鲟鱼的分布
  世界现存鲟鱼类基本上均分布于北半球,涉及亚洲、欧洲和北美洲3个密集分布区。现存鲟鱼可以划分为9个生物地理学分区(Bemis and Kynard, 1997),即长江、珠江和中国东南沿海区;黑龙江、鄂霍次克海和日本海区;西伯利亚和北冰洋区;泛里海区;东北大西洋区;西北大西洋区;密西西比河和墨西哥湾区;五大湖区;东北太平洋区(图1.3,表1.2)。世界自然保护联盟(International Union for the Conservation of Nature, IUCN)定期将全世界鲟鱼的濒危状况进行评估和描述(表1.2)。
  图1.3现存鲟鱼生物地理学分区示意图(仿Bemis and Kynard, 1997)
  上述生物地理学分区的划分是基于不同种类产卵繁殖的河流和摄食的海区,有些种类的分布不仅只是出现在一个生物地理学分区。东欧和亚洲是鲟鱼种类的高度密集区,分布有现存鲟科鱼类4属中的3属,其中东欧和中亚的里海、黑海、咸海和亚速海是鲟鱼*为集中分布的区域(表1.2,图1.3),历史上该区域的天然鲟鱼捕获量曾占到全球的90%。里海是全球鲟鱼资源*为丰富的水域,面积38.4万km2,众多河流注入,为鲟鱼类的繁衍生息提供了极其优越的环境条件,因此仅在里海就有6种鲟鱼分布,据资料记载,在17世纪里海鲟鱼捕捞量曾经达到5万t/年。
  表1.2世界鲟鱼的生物地理学分区和濒危状态
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