侧条光唇鱼的年轮特征
2016-08-09李红敬李晓风王雅平李晓杰黄新华
李红敬* ,李晓风,吕 萃,王雅平,李晓杰 ,黄新华
(信阳师范学院 生命科学学院,河南 信阳 464000)
0 引言
侧条光唇鱼(Acrossocheilusparallens)(Nichols)是栖息于石砾底部、水清流急溪流中的小型鱼类,主要分布在珠江水系,隶属鲤形目、鲤科、鲃亚科、光唇鱼属[1].侧条光唇鱼的研究主要在分类学及形态学比较[2]、个体生殖力[3]、年龄和生长的初步研究[4]以及基础生物学研究[5]等方面,年轮特征未见详尽报道.年轮特征是指年轮的分布或排列方式,是鱼体内在遗传特性、生理机能和外界环境条件等各因素综合作用形成的.描述、分析比较侧条光唇鱼各种年龄材料年轮特征,是对其进行年龄判定和分析种群结构的基础.本研究对鳞片、脊椎骨、主鳃盖骨和耳石四种材料进行分析.
1 材料和方法
1.1 样本采集
2000年6—8月,于广东南岭、天井山、天秤山、秤架和乳阳龙溪等地采集样本,共93尾,体长35.70~98.84 mm,全长45.70~117.86 mm,体质量4.01~106.72 g,长度精确到0.02 mm,质量精确到0.1 g.8%福尔马林固定后移至实验室.
1.2 年轮材料的采集和处理
采集第一背鳍前半部下方至左侧线上方中间2~3行环纹清晰、形状规则的鳞片5~10枚.据鳞片大小用2% KOH溶液将其浸泡2~24 h,用棉签轻轻擦洗鳞片,再用牙刷刷洗表面的结缔组织,洗去黏液,然后用清水漂洗干净,吸水纸吸干或自然晾干后贴上标签封片,显微镜( Olympus)下观测拍照.
选取第4~8节脊椎骨.置于2%KOH溶液中煮沸3~5 min,用牙刷剔除表面附着的肌肉和结缔组织,然后置于2% H2O2溶液中漂白12 h左右,滴少量二甲苯进行透明,再在显微镜下观察.
取主鳃盖骨用手指搓掉表面污物,将其放于清水中煮沸1~3 min,牙刷刷洗表面结缔组织,然后在清水中漂洗干净.再置于甘油中浸泡0.5~1 h,在解剖镜下观察,拍照并保存.
用解剖剪将鱼头沿着鱼体纵轴劈开,然后用镊子夹取耳石,用清水漂洗干净.用食指或中指将其按于水砂纸上进行打磨,先1000#粗磨,再用2000#细磨,打磨至露出中心核时将其翻过来,接着打磨另一面.滴适量二甲苯对其进行透析,再在显微镜下观察.
2 结果
侧条光唇鱼的鳞片、脊椎骨、主鳃盖骨和耳石等材料上都可以看到表示年龄的轮纹分布.鳞片年轮特征主要呈现为疏密型,切割型较少见,有时会看到副轮、幼轮等区别于年轮的轮纹.脊椎骨年轮特征为明带和暗带交替出现的同心环圈,一般是明带稍宽,暗带向明带过渡处可看作年轮.主鳃盖骨年轮特征为数条明暗间隔出现的环带平行分布,大致呈L型,明带一般较暗带稍宽,可简单地将暗带视为年轮,轮纹特征在L型的拐角处或其附近较明显.微耳石年轮表现为一条条围绕耳石中心核的同心环纹,年轮特征在后区较为明显;星耳石年轮由透明带与白色遮光带所构成,一般透明带宽度比遮光带稍窄,两者间隔出现且环状分布.
2.1 鳞片年轮特征
侧条光唇鱼再生鳞(图1a)不适合做年龄鉴定.侧条光唇鱼的鳞片为圆鳞,主要为盾形,偶见扇形、菱形,其形态在不同着生位置和个体中无明显变化.可分为四个区:前区(又称基区)、上侧区、下侧区和后区(又称顶区),后区明显大于前区,鳞焦基位,但随年龄增长,逐渐向鳞片中心转移.大部分鳞片各分区均有自鳞焦向外发散的辐射沟,在前区、后区分布较规律,后区更为显著(图1b),在后区排列较前区、侧区密集且相邻辐射沟间距离基本相等,前区、侧区辐射沟较为稀疏,侧区辐射沟极少且大多为次生辐射沟(远离鳞焦自不同环片发出),前区也偶见次生辐射沟.鳞片前区和侧区环片都清晰可见,前区环片呈疏密型分布,前区和侧区交界处年轮特征较明显,有时年轮处较密集甚至重合在一起形成一条暗带,侧区环片间距较宽且间隔几乎相等,轮纹围绕鳞焦形成敞开的U型(图1b),在对装片进行观察时发现少部分鳞片前区、侧区无辐射沟,后区无颗粒状突起(图1c).环片交替排列且有规则,相邻环片间彼此相互平行,后区有许多透明的颗粒状突起,距离鳞焦较近位置处排列相对密集,边缘处稀疏,距离后区边沿较近处可看到一些暗红色或红褐色斑点(图1d),部分鳞片于突起颗粒凹陷处可看到一些细密环纹.部分鳞片还会看到溶蚀现象(图1e).
鳞片外表面由鳞焦向外依次生长的环纹所构成,常呈开口U型.当鳞片环纹发生周期性更新时,可将其看成年轮.侧条光唇鱼的年轮有疏密型(图1b箭头1)、切割型(图1c)以及环片断裂、分叉、合并(图1g)等几种,大部分为疏密型,切割型较为少见.疏密型大多在前区,宽带和窄带间隔出现,后区的辐射沟较为发达,环片被辐射沟所截断,使年轮在后区不太连续,蜕变为颗粒状突起而不容易分辨(图1b),而有些鳞片后区的突起颗粒在年轮处分布较有规律(图1f).切割型主要出现在侧区,当年生长环片被第二年新出现环片所切割,切割处即为年轮.在进行年龄鉴定与判读时通常根据疏密型和切割型年轮,环片断裂、合并和分叉等也可作为年轮标志.鳞片有时还会见到除年轮之外的副轮、幼轮和生殖轮,副轮出现的位置与环片无规律、不清晰、不完整,折光性较弱(图1i);幼轮通常在鳞焦附近,密纹较狭窄,不便观察(图1b箭头2);生殖轮主要是环片断裂与无规律扭曲,折光性较强,生殖轮有时与年轮重合(图1h).
2.2 脊椎骨年轮特征
侧条光唇鱼的脊椎骨椎体呈现出硬骨鱼类特有的双凹形,但上下凹陷程度不同,似碗形,将切好并处理干净的材料置于载玻片上,关节臼朝上放置.在显微镜下观察,入射光下可看到椎体中央斜凹面上呈现出明暗交替的同心环圈.亮带凹面中心有一小孔,其周围常透明,无轮纹或有少数细纹,因而位于脊椎骨中心处的年轮较难判别,需结合同尾鱼鳞片和耳石上的年轮读数予以判定.明带与暗带组成一个生长年带,一般亮带较暗带稍宽,内侧暗带(暗色条纹)和外侧亮带(乳白色条纹)过渡处即年轮(图2).脊椎骨椎体连接处常覆盖有较多的结缔组织,干扰脊椎骨最外边轮纹的观察.对脊椎骨各节椎体进行观察比较,环纹清晰度和年轮读数无显著差异.
图1 侧条光唇鱼鳞片
a.再生鳞;b.鳞片疏密型年轮(1为年轮,2为幼轮);c.鳞片切割型年轮;d.鳞片上的暗红色或红褐色斑点;
e.溶蚀现象;f.颗粒在年轮处排列较规律;g.环片断裂、分歧和合并;h.生殖痕;i.副轮.
图2 侧条光唇鱼脊椎骨年轮(入射光下观察)
2.3 主鳃盖骨年轮特征
侧条光唇鱼主鳃盖骨形态大致呈不规则四边形.自然光下,部分鳃盖骨表面边缘附近裸眼可看到2~3条环纹,但在解剖镜下却不易辨认甚至看不到轮纹.大部分鳃盖骨在透射光下可看到一些明暗间隔出现的L型环带平行分布,明带通常较暗带稍宽,可将暗带视作年轮.近中心处骨质较厚,不容易看到轮纹,向周围延伸逐渐变薄,轮纹也渐渐清晰,轮纹特征一般在L型的拐角处或其附近较明显,但有的会在年轮附近看到副轮(图3a).低龄鱼轮纹呈现不完整的L形,且近中心处看不到轮纹(图3b);高龄鱼轮纹特征较完整,近中心处可看到轮纹分布(图3c).低龄鱼轮纹间隔较大,易于识别,但随着年龄增长,轮纹间距渐渐变小,易导致年轮的误判.鳃盖骨上有时可看到一些暗红色斑点,近似星形(图3d).
2.4 耳石年轮特征
侧条光唇鱼的耳石有3类,分别为位于基枕骨背面两侧纵沟中听壶的星耳石(Asteriscus)、前耳骨后外侧凹窝椭圆囊的微耳石(Lapillus)和内耳球状囊的矢耳石(Sagitta),以上三类耳石在鱼体中各有一对.星耳石形状近似圆形,表面比较粗糙,边缘有齿状突起;微耳石近似卵圆形,前部膨大,后部稍尖,底部中间微凹或呈现凸凹面,边缘稍薄,为不规则状;微耳石中心核呈圆形且不透明,中心核偏于一侧,位于前区.星耳石中心核也为圆形,在中心区.
年轮在微耳石中呈现为围绕中心核的同心条纹,中心核的前区比较厚,用二甲苯透明后,该区轮纹仍不易辨认.后区比较薄,轮纹特征在此区较明显,且各条纹间距离较大,很容易观察(图3e).星耳石磨片年轮由透明带和白色遮光带构成,透明带宽度比遮光带稍窄,两者间隔出现呈环状分布,透明带与遮光带的交界处即为年轮(图3f).
图3 侧条光唇鱼主鳃盖骨和耳石
a.鳃盖骨副轮;b.鳃盖骨暗红色斑点;c.低龄鱼鳃盖骨轮纹;d.高龄鱼鳃盖骨轮纹;e.微耳石磨片年轮;f.星耳石磨片年轮
3 讨论
通过侧条光唇鱼对轮纹清晰度和年轮可读性进行比较发现,鳞片年轮特征最显著而且清晰,容易选取、数量较多,对鱼体损害很小,但对鳞片进行观察时会看到一些副轮、幼轮等不同于年轮的轮纹影响年轮的判定,需观察大量标本,总结规律,准确区分其差异.在观察大鳞裂峡鲃(Hampalamacrolepidota)[6]和厚颌鲂(Megal0bramapellegrini)[7]的鳞片时,也会看到这些异常轮纹.幼龄鲑鱼(Coregonusclupeaformis)因饥饿而在鳞片留下副轮[8];而有学者通过实验推断蓝色太阳鱼(Lepomismacrochirus)副轮的形成可能与阶段性饵料不足有关[9];另外,有研究表明进食方式不规律也会影响鱼类钙质组织的正常形成,从而产生副轮[10].南岭是长江水系和珠江水系的分界线,为亚热带湿润性季风气候,1月平均温高于0 ℃,夏季较为炎热,7月平均温大约25 ℃,冬夏季节风向有很大不同,年降水量大于1500 mm,夏季雨水较多,冬季较少.侧条光唇鱼副轮的出现可能与南岭独特的气候条件有关.幼轮是副轮的一种,是位于鳞片中心区的一个小环圈,易与第一年轮即初轮相混淆.幼轮仅见于部分个体,轮纹宽度比正常年轮小得多,幼轮的出现往往与食性变换或者外界环境改变有关.将当年秋冬直到第二年早春采集到的当龄鱼,用退算法计算出一龄鱼体长,与测得的实际体长作比较,若退算体长明显小于实际体长则可判其为幼轮,否则为初轮.生殖轮是鱼体在进行生殖活动时,会暂停摄食或产卵衰竭,使鱼体内靠近年轮的窄带上产生一种表现为环片断裂、分叉或无规则扭曲的非正常轮纹,多分布在侧区,其中在雌性个体较多见.
脊椎骨年轮特征较明显,而且无副轮的干扰,但近中心处轮纹较难判别,且边缘常有些肌肉和结缔组织,影响最外边轮纹的观察和判定.霍斌[11]对鲤科的尖裸鲤(Oxygymnocyprisstewarti)进行研究表明,脊椎骨初轮不便识别,附着的结缔组织常影响最外边轮纹的判断.大部分主鳃盖骨可看到明暗交替的轮纹,而且处理较为简单,但是部分鳃盖骨看不到轮纹,且有副轮干扰,因此主鳃盖骨年龄判定的可靠性较低.刘明典[6]等对鲃亚科的大鳞裂峡鲃进行研究发现:鳃盖骨不适合用于该鱼的年龄鉴定.微耳石后区年轮特征较显著,且轮纹间隔较大,便于观察,微耳石轮纹较星耳石清晰,但由于微耳石底部有一凹窝,而边缘较尖导致打磨的角度不容易控制.矢耳石细小易碎,本文未将其作为年轮材料.Victor 和Brothers[12]曾提出鲤科鱼中的矢耳石都不适合判定年龄,而微耳石较佳.由于标本浸泡时间较长,耳石在处理过程中易碎,导致年龄鉴定的可利用性不高.耳石在鱼体头部,不容易受外界环境因素影响,经常被视作比其他钙化组织更为可靠的年龄判定材料.Erickson[13]通过研究发现:在对低龄的大眼梭鲈(Stizostedionvitreum)进行年龄判定时鳞片年轮读数同耳石较为接近,而耳石在对生长缓慢的高龄鱼进行年龄判定时,准确性较鳞片高.
在侧条光唇鱼的年龄鉴定中,鳞片是较佳材料,脊椎骨、主鳃盖骨和耳石可作为辅助材料和佐证.王晓辉等[14]对鲃亚科的瓣结鱼(Tor(Folifer)brevifilisbrevifilisPeter)年轮特征进行研究时发现鳞片年轮特征最显著并且非常清晰,对该种鱼年龄判定时首选鳞片.刘明典等[6]对鲃亚科的大鳞裂峡鲃进行研究发现:鳞片年龄判定能力优于耳石与脊椎骨.赵海涛等[15]对鲃亚科光唇鱼属的云南光唇鱼(Acrossocheilusyunnanensis)的鳞片、脊椎骨、耳石和鳃盖骨进行研究时将鳞片作为年龄鉴定的重要依据.鳞片是一种较为经典的年龄判定材料,在淡水鱼类中由于年龄判定的准确性和可利用性较高而被广泛运用,其中在鲤科鱼类的年龄鉴定中起着非常重要的作用.不少学者研究发现,鳞片仅适用于低龄鱼或生长较快个体的年龄判定中,然而对于高龄鱼或者生长较慢个体,鳞片在判定年龄时不太准确.本研究中的侧条光唇鱼是一种低龄小型鱼(2、3龄个体较多,少数5龄个体),因此将鳞片作为较佳的年龄判定材料是可靠的.