空间学习和记忆是鱼类行为研究的重要领域，该研究可以帮助鱼类定位食物来源、庇护所和配偶，并规避潜在的危险[1]。研究鱼类学习与记忆的方法包括迷宫学习、斯金纳箱法和穿梭箱等，或使用简单的反应辨别或视觉提示来标记正确的选择[2]。Braithwaite等[3]通过食物与视觉空间线索之间的联系来训练慈鲷幼鱼，通过训练成功获得联想学习信息。动物可以通过学习反应和奖励之间的联系来完成空间任务，经过训练的鱼类可以通过联想学习定位食物臂[4]。朱玉蓉[2]以T型迷宫为试验装置，研究了4种鱼类的空间学习与记忆，发现在物种间和物种内的水平上，鱼类的空间学习和记忆能力存在显著差异。研究表明，鱼类空间学习和记忆能力可能受到生存环境的影响，来自简单生存环境的鱼类学习能力明显低于来自复杂环境的鱼[5]。
Aronson等[6]研究了鱼类空间记忆能力，结果表明，当受到威胁时，鱼类会从其基础生存的潮汐池跳到邻近的潮汐池，有一定的方向定位能力。Mcaroe等[7]利用加字迷宫装置分析了4种鱼类（金鱼、鳉鱼、斑马鱼和暹罗斗鱼）的空间记忆，结果表明，斑马鱼无明显的倾向性，其余3个鱼种明显倾向于采用位置策略。Sovrano等[8]研究发现，在没有强化训练的情况下，鱼类也会优先选择正确的生长位置。
本试验选取北方重要的增养殖鱼类许氏平鲉幼鱼作为试验对象，设定已训练及未训练试验鱼不同数量比例群体，在双层方形迷宫中通过标记物与食物奖励进行学习记忆训练，分析其空间学习和记忆能力，并通过分析不同数量比例群体学习记忆效果的差异，综合评价群体结构差异对鱼类学习记忆能力影响，为养殖环境中的鱼类管理提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验鱼购于大连天正实业有限公司。选择体色正常、无溃烂和身体健康的许氏平鲉幼鱼20尾作为试验鱼，其中大规格10尾（A组），体长（8.23±0.52） cm；小规格10尾（B组），体长（4.03±0.24） cm。暂养在2个控温圆形水槽中（直径80 cm，300 L），周期为7 d，使其适应新环境。海水为砂滤循环海水，暂养期间24 h循环，水温20 ℃，盐度31，pH 7.6~7.8，24 h连续充氧，溶氧保持在6.5 mg/L以上，每天饱食投喂配合饲料3次。以上20尾鱼经过学习训练后，选择10尾（A、B组各5尾），与未经训练的鱼组成大规格和小规格的不同训练状态的试验组进行混合群体模式下的学习记忆行为研究。
1.2 试验装置
试验装置由正方形水槽、标记物、食物奖励端、灯光、观测设施等构成，材质为亚克力板，环境为黑色遮光布完全封闭，试验棚顶四角设置LED灯，光周期12 L: 12 D，光照时间为08:00—20:00。详情见图1，水槽由一个边长为1 m的方形外层和边长为0.63 m的方形内层组成，内层的边与水槽外壁相应的边相隔0.18 m，内层的对角与外层的对角连接，从而形成4个不同的腔室，4个室中的每个室都有一个通向起始格的主门；每个主门分别由一个彩色插片构成（蓝色>黄色>绿色>红色）[9-10]，在选择率最低的红门外右侧放置饵料作为食物奖励，每个门中间位置有一个圆形小孔，基于试验对象的体型，主门有两个小孔（直径d为2和3 cm）。试验鱼可以通过小孔自由进出并寻找食物。
1.3 试验方法
首先，在试验装置中不放置任何标记物，分别将两组试验鱼放入装置中自由活动8 h，之后移出，该过程连续重复3 d，期间不投喂饵料。预适应阶段结束后，对所有试验鱼进行编号。然后开始记忆训练试验，在迷宫的红门后右侧区域设置食物奖励。每次训练时，将试验鱼放入起始格并用烧杯扣住，使其适应5 min，随后移开烧杯，开始20 min的正式训练，训练间隔5 min。记录试验鱼初次选择的方向，如选择红门则同时记录进入红门后腔室消耗的时间；10 min后未找到正确腔室或未找到红门腔室的正确方向，则结束本次训练，训练时间为1 d。记忆训练结束后，随机挑选训练过的试验鱼，挑选与经过训练鱼同规格的未训练鱼，按照不同比例（0: 5、1: 4、2: 3、3: 2、4: 1和5: 0）组成6组异质训练组，即0: 5（0条未训练鱼和5条训练鱼）、1: 4（1条未训练鱼和4条训练鱼）等。将训练过的鱼与未经训练的鱼在试验装置自由活动8 h后进行学习记忆行为研究，试验结束后间隔3 d再进行一次试验，整个周期为7 d。
1.4 测定指标及方法
任务完成时间：试验鱼从离开起始格间到进入装置食物臂末端所消耗的时间，单位s。选择正确率：试验鱼对于所选方向的正确情况。对试验鱼在试验装置的行为轨迹进行加权处理得到选择正确率，试验鱼第一次选择了正确方向并进入了正确的食物臂末端，记为1；试验鱼第一次选择了错误方向并进入了错误的食物臂末端，记为0。
1.5 数据分析
使用Excel软件计算任务完成时间和选择正确率的平均值。使用SPSS 27.0软件对数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 任务完成时间变化
由图3可知，异质训练B组与异质训练A组表现出同样的趋势，经过训练鱼的数量从0条增加到5条，任务完成时间从414.6 s下降到175.8 s，下降了238.8 s，组间差异具有统计学意义（P<0.05）。未训练鱼数量从0条增加到5条，任务完成时间从427.0 s下降到320.40 s，下降了106.6 s，组间差异具有统计学意义（P<0.05）。以上结果表明，经过训练的许氏平鲉幼鱼能够更快地找到食物奖励的位置，鱼类群体间有一定的学习和记忆能力。
2.2 选择正确率变化
由图5可知，异质训练B组与异质训练A组表现出同样的趋势，经过训练鱼的数量从0条增加到5条，选择正确率从18%提高到76%，提高了58个百分点，组间差异具有统计学意义（P<0.05）。未训练鱼数量从0条增加到5条，选择正确率从22%提高到74%，提高了52个百分点，组间差异具有统计学意义（P<0.05）。以上结果表明，经过训练的许氏平鲉幼鱼能够更准确地找到食物奖励的位置，鱼类群体间有一定的学习和记忆能力。
3 结论与讨论
3.1 许氏平鲉幼鱼学习与记忆的表现
相关研究人员已对鱼类的空间学习与记忆能力进行过多方面的研究。Benhaim等 [11]以欧洲鲈鱼为研究对象，探究其个体学习与群体学习之间的关系，结果表明，欧洲鲈鱼个体表现出较强的学习能力和可塑性。Deroy等[12]对狮子鱼进行了为期5~42 d的训练，以评估其记忆保持能力，结果表明，记忆验证阶段任务完成时间明显减少，且表现出了个体间的学习差异。而本研究中许氏平鲉幼鱼经过迷宫训练，找到食物所消耗的时间明显降低，方向选择的正确率也明显提高。这表明了经过训练的许氏平鲉幼鱼能够更快更准确地找到食物奖励的位置。许氏平鲉具有良好的空间认知能力，在不同的环境条件下，它们都能够根据环境的线索，建立对食物奖励的联想性记忆认知。本试验仅为许氏平鲉幼鱼学习与记忆研究提供初步参考。在今后的研究中，将设置更久的记忆验证天数，探究其记忆能力维持周期。
3.2 群体组成对觅食性能的影响
综上，本研究通过双层方形迷宫试验装置，分析了群体中训练鱼与非训练鱼比例对许氏平鲉幼鱼学习记忆能力的影响，探讨了不同数量未训练鱼到达食物奖励端任务完成时间和选择正确率的变化趋势，结果表明，不同训练比对任务完成时间和选择正确率有显著影响，随着经过训练鱼数量的增加，任务完成时间逐渐减少，选择正确率逐渐提高；不同未训练鱼对时间和选择正确率有明显影响，随着未训练鱼的增加，时间逐渐降低，选择正确率逐渐提高。在今后的鱼类学习记忆能力行为研究中，应加入更多的学习指标。通过对不同组间结构、运动路径以及组间捕食等行为的研究，探索鱼类学习的能力及其对群体交流的影响，从而综合评估许氏平鲉训练群体结构差异对个体的学习和记忆能力的影响，为海洋牧场建设提供参考。