客观日本

东海大学:实现海马的完全人工养殖

2021年05月31日 产学研合作

秋山信彦

东海大学 海洋学部 水产学科

秋山 信彦

海马是刺鱼目海龙科多种小型鱼类的统称。中国自古以来一直将海马用作强身健体的中药,所用品种包括大海马、库达海马、日本海马、斑海马等。这些海马以干货的状态在市场上流通。

海马的主要市场为中国,但它并不是自然界大量存在的生物,而是属于濒危物种,为限制国际贸易,海马属的所有品种都被列入了华盛顿公约(CITES:濒危野生动植物种国际贸易公约)附录Ⅱ中。

通常情况下,如果出口国符合一定的标准,取得了出口许可证,则列入附录Ⅱ的物种可以进行国际贸易。不过,目前日本是被限制海马类出口的。所以亚热带和热带地区的发展中国家就出现了大量捕捞海马进行贸易的情况。

光靠捕捞野生海马无法满足需求量,需要进行养殖。如果能通过养殖消除捕捞野生海马的需求,不仅有助于保护野生生物,还可以满足市场需求。

研究海马养殖的契机

在此背景下,静冈商工会议所为寻找新的产业,由会员企业成立的“新产业开发振兴机构”(静冈县静冈市)推进的“骏河湾地区新事业创造项目”中,讨论了海马养殖事宜,最终决定进行研发。

东海大学海洋学部水产学科一直在利用取自全年恒温无氧,没有任何一般细菌的静冈县三保半岛的地下海水,研究蓝鳍金枪鱼、丝背细鳞鲀、莱氏拟乌贼和真蛸等多种海洋生物的养殖,所以这次决定参与海马的繁殖研究。东海大学的优点是,拥有海洋科学博物馆,还有在水族馆展示海马的经验,因此方便获得海马作为观赏生物的信息。

海马的生态

海马拥有独特的形态,不仅是形态,其生态也很独特。有些鱼类,如金枪鱼和沙丁鱼等会产下大量漂浮的鱼卵扩散到广阔的海洋中,这样即使有鱼卵或幼鱼被其他生物吃掉,或者因为缺乏食物而死亡,也依然能有一些个体存活下来。也就是所谓的风险分散型。除此之外,鱼类还会通过在海底分散产卵或者在海藻和岩石上产卵并使其附着在上面等多种繁殖方法留下后代。其中,有些鱼类会在鱼卵孵化前一直为其提供保护。不仅有在自己产下的鱼卵旁边提供保护的种类,还有一直将卵含在口中直到其孵化的种类。海马也是保护鱼卵的鱼类之一。

海马的雄鱼腹部有育儿囊(育儿袋),雌鱼在该育儿袋中产卵,雄鱼向袋中释放精子进行受精。鱼卵孵化后,幼鱼不会立即离开雄鱼的育儿袋,直到把从父母那里获得的营养物质——卵黄全部吸收后才离开。库达海马是2~3周后离开育儿袋。卵黄全部被吸收后,雄鱼通过伸缩腹部将育儿袋中的幼鱼排放出来。所以,海马被认为是雄性生育后代。

从育儿袋中出来的库达海马幼鱼只有5mm左右,但形态已经与成鱼相同(照片1)。不过,此时的库达海马幼鱼还没有形成硬骨骼。这意味着幼鱼不能像成鱼那样用尾部缠附住海藻等。库达海马一般白天在海底爬游,夜间则缠附于某种物体上休息。而库达海马的幼鱼虽然外观与成鱼相同,但还无法缠附到物体上,因此幼鱼作为浮游生物生活。小干白鱼(沙丁鱼等鱼类的鱼苗用盐水煮过后晒制的鱼干)中有时就混有海马,因为这一时期的海马幼鱼游泳能力比较弱,也无法缠附到其他物体上,只能像其他浮游生物一样漂浮在海中,所以会与鱼苗一起被捕捞。有趣的是,这一时期的海马幼鱼有很强的趋光性,夜间会向光亮处聚集**1。可能是为了有效捕食被光吸引的小型浮游生物。这种浮游生活2~4周结束(照片2),之后会着陆海底,像成鱼一样,白天在海底爬游,夜间为避免被洋流冲走则缠附到其他物体上休息。

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照片1:刚刚从雄海马的育儿袋中排放出来的幼鱼   照片2:即将着陆海底的幼鱼

海马的培育方法

海马靠捕食小型甲壳类动物等为生,因此水族馆等一般为其喂食活的糠虾。这样饲养会定期产卵,并孵化幼鱼。不过,从雄海马育儿袋中排放出来的幼鱼存活率非常低。多的时候每次可以产出近1,000条幼鱼,但最终能用于展示的只有20条左右。如果用于展示和鉴赏,这个数量已经足够,但作为中药材料使用的话,这样的养殖效率太低。真鲷和比目鱼等技术已经相当成熟的鱼类可以稳定实现60%以上的种苗生产,因此,研究团队首先设定的目标是使库达海马的海底着陆率也达到60%。

养殖之初,关于幼鱼的养殖方法和喂食方法模仿了很多文献及信息,但哪种方法都未实现大量生产。在这种情况下,研究团队着眼于海马的游泳能力。普通鱼类由尾鳍提供最大推进力。金枪鱼等鱼类会将背鳍、胸鳍和腹鳍等折叠收纳到身体的凹陷处,以尽量减小阻力,从而最大限度利用尾鳍的推进力快速游动。但海马的尾鳍退化,变成了卷绕型,因此靠扇动背鳍和胸鳍缓慢游动。尤其是像前面介绍的那样,海马在出生后的前1个月骨骼还不够硬,游泳能力非常差。很多鱼类出生后的形态不会立即变得与成鱼相同,要先作为浮游生物生活。在此期间,很多幼鱼都因为找不到食物而被饿死。这种现象称为早期死亡。

海马的幼鱼出生时形态就与成鱼相同,因此看起来似乎有游泳能力,但实际上与其他鱼类一样,这一时期的游泳能力非常弱。另外,普通鱼类的幼鱼可以通过将身体弯曲成S状并突然伸展来瞬间移动一定的距离进行捕食,但海马无法做到这一点,游泳能力也很差。海马的进食方法是将下颚向下打开,张大口腔,然后将口腔前部的水一下吸入口腔,从而捕食其中所含的浮游生物。这种摄食方法称为吸食,但效率非常低。研究团队觉得,以这种摄食方法可能无法充分摄取食物。

因此,研究团队较喂食普通鱼类时大幅增加了饵料褶皱臂尾轮虫**2的投放密度,而且所喂食的褶皱臂尾轮虫增强了库达海马所需的营养素n-3高度不饱和脂肪酸的含量。通常情况下,海马一口可以摄食300μm(微米)左右的褶皱臂尾轮虫。当然,失败的话则完全吃不到。研究团队将褶皱臂尾轮虫的密度增至50~200个/cc左右。这个数字与培育轮虫时的密度相当。一般情况下不会以这种密度饲养生物。由此,库达海马的幼鱼得以充分进食,能前所未有地一直吃到腹部鼓胀,可以提高着陆海底之前的生存率**3。

但这种方法存在各种问题,尚未实现稳定生产,比如水质明显恶化,在某些情况下还会产生特定的杂菌等。不过,最近有时能达到95%以上的着陆率,影响稳定生产的各项问题正在逐渐解决(照片3)。

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照片3:大量生产的库达海马的成鱼

未来展望

如上所述,关于幼鱼养殖的问题大部分都已经得到解决。另一方面,成鱼的产卵还存在问题。喂食活的黑褐新糠虾可以大量产出优质鱼卵,但即使同样是黑褐新糠虾,喂食冷冻产品的话产卵量就会减少。产卵量会逐渐减少,会降到100粒以下。不仅是冷冻黑褐新糠虾,人工繁殖的成鱼还经常摄食磷虾和鱼苗等。即使在冷冻饵料里加入维生素等再投喂,但产卵量依然会减少。如果在饲养地点能稳定获得活的黑褐新糠虾,几乎可以解决全部问题。

今后,通过进一步解决这些问题,将有可能实现在任何地方都可以使用全封闭式循环过滤系统做到完全养殖,这样无需捕捞野生海马就能满足其需求。

【参考文献】
**1:
岩谷厚志·金子诚·秋山信彦(2013):库达海马Hipocampus kuda稚鱼生长过程中的骨架形成与趋光性变化。水产繁殖61(2),145- 151
**2:
金子诚·下川原诚·西村弥亚·斋藤宽·冈田喜裕·秋山信彦(2013):库达海马稚鱼存活率与饵料中的脂肪酸成分的关系。水产繁殖61(2), 189-197
**3:
金子诚·斋藤宽·秋山信彦(2015):饵料轮虫的投喂密度对库达海马的稚鱼生长的影响。水产繁殖63(4),409-415

日语发布原文

文:秋山信彦(东海大学 海洋学部 水产学科)
原载自《产学官合作月刊》,2021年5月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部