达里湖瓦氏雅罗鱼5种年龄鉴定材料的比较研究

2020-03-19蔡忠璐段友健徐聚臣何宇耿介之刘旋韩牧轩柳玉海

大连海洋大学学报 2020年1期

蔡忠璐，段友健*，徐聚臣，何宇，耿介之，刘旋，韩牧轩，柳玉海

(1.大连海洋大学农业农村部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连 116023； 2.内蒙古自治区赤峰市达里湖渔场，内蒙古赤峰 024000)

瓦氏雅罗鱼Leuciscuswaleckii又称东北雅罗鱼，隶属于鲤形目鲤科雅罗鱼亚科雅罗鱼属，主要分布于黑龙江水系、松花江水系及鸭绿江、图们江等水域，其中达里湖分布数量最多。达里湖地处内蒙古自治区赤峰市，湖面面积190 km2，湖面海拔1226～1228 m，有亮子河、沙里河、耗来河和贡格尔河四条河流汇入[1]。近40年来，平均气温显著升高，蒸发量远大于补充量使得湖水面积减少约40 km2[1]，使之成为独特的高矿化度、高碱度碳酸型盐水湖[2]，极端的水文情况使得湖中仅有瓦氏雅罗鱼和鲫两种经济鱼类[3]。近年来，达里湖水质进一步恶化，为了保护其种质资源，有必要对达里湖瓦氏雅罗鱼群体基础生物学进行深入调查。

鱼类年龄数据的获取是渔业科学的主要研究内容，与年龄结构信息、生长率、死亡率等鱼类种群统计学参数直接相关，其推动着鱼类年龄鉴定的进步[4]。目前，鉴定鱼类年龄尤其是高龄鱼类，普遍采用的方法是钙化组织年轮计数法[4-5]。黑龙江水系瓦氏雅罗鱼年龄较低，很多学者利用鳞片鉴定其年龄[6-8]。针对达里湖瓦氏雅罗鱼年龄较高的特点，解玉浩等[9]认为鳞片仅适用于低龄个体的年龄鉴定。此外，诸多学者认为耳石是鉴定高龄个体的最佳材料，可以保证高精确度和准确性[10-12]。但对于达里湖瓦氏雅罗鱼高龄个体年龄材料的选择和几种年龄材料的比较目前尚未见报道。本研究中，通过对达里湖瓦氏雅罗鱼5种主要钙化组织(耳石、鳞片、脊椎骨、鳃盖骨、匙骨)年龄鉴定结果的精确性进行比较，筛选出达里湖瓦氏雅罗鱼合适的年龄鉴定材料，旨在为开展达里湖瓦氏雅罗鱼生物学和生态学研究提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

2017年5、7、9月和2018年1月在内蒙古自治区达里湖使用三层流刺网(内层网目7.5 cm，外层网目18 cm)、地笼(网目1.5 cm)和定置刺网采集瓦氏雅罗鱼样本686尾，对采集样本测量全长、体长和体质量，长度精确到1 mm，体质量精确到0.1 g。

1.2 方法

1.2.1 样品的采集从捕获的瓦氏雅罗鱼中采集样品，耳石样品采集自217尾鱼，鳞片样品采集自239尾鱼，脊椎骨、鳃盖骨和匙骨采集自236尾鱼。将耳石样品用95%酒精洗净，经自然晾干后放入0.5 mL离心管中保存，鳞片存入鳞片袋保存，脊椎骨、鳃盖骨和匙骨存入自封袋内低温保存。

1.2.2 样品的处理 (1)鳞片。取鱼体左侧背鳍基部下、侧线鳞以上2～3行鳞片5～8枚，放入4% KOH溶液中浸泡5～10 min，用清水漂洗后晾干，在解剖镜下观察并拍照。(2)耳石。瓦氏雅罗鱼耳石轮纹在显微镜下观察不清晰，需要打磨处理。将微耳石的凸面向上，使用热熔胶将其固定于载玻片上。用500#水磨砂纸粗磨后使用1000#和1500#水磨砂纸细磨，再用抛光纸抛光(3 μm)，并在光学显微镜下观察。当打磨至耳石核心时，将耳石翻面，使用透明指甲油包埋，继续打磨直至耳石核心清晰。(3)脊椎骨。取第4～10节脊椎骨，在沸水中煮沸2～4 min，用4% KOH溶液浸泡1～2 d，用镊子和刷子剔除粘连的肌肉和结缔组织，用无水乙醇脱脂，解剖镜入射光下观察并拍照。(4)鳃盖骨和匙骨。取鳃盖骨和匙骨在沸水中煮沸2～4 min，用4% KOH溶液浸泡1～2 d，剔除黏连的肌肉和结缔组织，待其自然晾干后在60 ℃烘箱内烘烤3～4 h，解剖镜入射光下观察并拍照。

1.2.3 年龄鉴定采用吻合率、年龄偏差图[11]、可判读力[13]和平均变异系数(CV)[14]对年龄材料的差异进行比较，平均变异系数计算公式如下[7]：

其中：N为年龄鉴定鱼尾数(ind.)；R为每尾鱼鉴定年龄的次数；Xij为第j尾鱼进行的第i次年龄鉴定结果(a)；Xj为第j尾鱼的平均年龄(a)。

1.3 数据处理

用OLYMPUS DP2-BSW数码拍照系统拍照，采用Adobe Photoshop CS6软件处理图片，采用Microsoft Excel 2010、SPSS 21.0软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 年龄鉴定材料的形态与年轮特征

2.1.1 耳石瓦氏雅罗鱼微耳石形状近似马蹄形，前部膨大且厚实，后部薄而尖，呈凹型，在核心处有突起，外侧面呈曲线凸起，较为平滑。在入射光下几乎不透光。经水砂纸打磨后的耳石磨片可在显微镜下观察到白色不透明的宽带和黑色透明的狭窄带相间排列，可将狭窄带与宽带之间视为年轮特征，易于判别(图1-A)。

2.1.2 脊椎骨瓦氏雅罗鱼脊椎骨呈两个相互倒置的圆锥形，前5～10节椎面较圆，内凹不深，易于分离，钙质沉积充足，轮纹清晰，观察方便。在解剖镜入射光下观察，宽窄交替的同心圆环明显，浊白色的宽带与暗色的窄带组成一个生长年带，即浊白色宽带内缘与暗色窄纹外缘交界处为年轮(图1-B)。

2.1.3 鳃盖骨和匙骨瓦氏雅罗鱼的鳃盖骨是近似梯形的不规则四边形，基部两侧一长一短。在入射光下有较浅的V字环形分布，两边分别与外缘平行，可作为年龄鉴定的标志。但是多数年龄标志不清晰或没有，并常伴有干扰轮出现，极易低估年龄(图1-C)。

瓦氏雅罗鱼的匙骨为镰刀形，上匙骨部分为乳白色尖刺，骨质较厚，入射光下观察年轮特征不明显，下匙骨部分为V形薄片，在入射光下观察有较浅的V字环形分布，两边分别与外缘平行，可作为年龄标志。但中心较薄，看不到年龄标志，极易低估年龄(图1-D)。

2.1.4 鳞片瓦氏雅罗鱼鳞片的形态为常见的圆鳞，近似圆形，年轮围绕鳞焦呈同心圆排列，在鳞片前侧区有明显的年轮标志。主要为普通切割形和疏密切割形(图1-E)，未见吸收退化，磨损较少。5龄及以下个体鳞片年轮标志清晰明显，容易判别。而5龄以上个体年轮标志紧密，特征不清晰，极易导致年龄低估。

2.2 5种年龄材料读龄的比较分析

轮纹清晰度评级标准：1级(非常好)，材料轮纹清晰，年龄直观；2级(好)，轮纹较为清晰，年龄辨别度较高；3级(一般)轮纹较为清晰，经仔细确认后可以辨别；4级(差)，轮纹模糊，年龄辨别困难；5级(不可读)，轮纹无或十分模糊，无法辨别年龄。依据此标准，对达理湖瓦氏雅罗鱼5种年龄材料轮纹清晰度评价结果显示，耳石轮纹的清晰度最高，被判断为非常好和好的比例在5种年龄鉴定材料中最高，为62.63%，可判读力为95.57%；其次是脊椎骨，被判断为非常好和好的比例达49.11%，可判读力为89.35%；而鳃盖骨和匙骨不可读力均高达30%以上(表1)，故可排除鳃盖骨和匙骨作为瓦氏雅罗鱼的年龄鉴定材料。

从表2可见：对同一个体的年龄解释不尽相同，耳石磨片的年轮计数高于脊椎骨年轮计数和鳞片的年轮计数；在高龄个体的年龄鉴定上差异较为明显，在低龄个体(2～3龄)的年龄鉴定上相对一致；耳石磨片鉴定的最高年龄为14龄，脊柱骨鉴定的最高年龄为10龄，鳞片鉴定的最高年龄仅为7龄。在两次独立读龄中，耳石的两次年龄读数吻合率最高，±0龄吻合率为86.84%，±1龄吻合率为99.47%，平均变异系数最低，为2.22%；鳞片的读龄吻合率比耳石低，但在低龄时与耳石读龄结果相差无几。

鉴于耳石鉴定年龄轮纹清晰，吻合率高，可判读力高，且可重复性好，所以将耳石作为年龄鉴定的基准，比较鳞片、脊椎骨的年龄读数(图2)，结果显示，脊椎骨读龄与耳石读龄一致性较好，年龄结果与耳石接近。

表1 瓦氏雅罗鱼5种年龄材料清晰度评分和可判读力Tab.1 Readable capacity and readability score of five aging materials in Amur ide Leuciscus waleckii %

3 讨论

3.1 5种年龄鉴定材料的特点

鳞片、脊椎骨、耳石、鳃盖骨和匙骨作为常见的年龄鉴定材料在鱼类的年龄鉴定中得到广泛应用，但并不是每种年龄材料都能得到有效的年龄读数。本研究中，相当一部分个体的匙骨和鳃盖骨较厚且浑浊，轮纹不清晰或无轮纹形成，这可能与达里湖瓦氏雅罗鱼群体的生境相关[15]。在5种年龄材料中，鳃盖骨和匙骨的可判读力最低，鉴定效果最差，不适用于达里湖瓦氏雅罗鱼的年龄鉴定。

在瓦氏雅罗鱼的年龄鉴定中，李国芳等[6]、刘立志等[7]均选用鳞片作为瓦氏雅罗鱼年龄鉴定的材料[8]。达里湖瓦氏雅罗鱼与黑龙江、乌苏里江、嫩江的瓦氏雅罗鱼群体有所不同，不但其年龄范围较之黑龙江水系大[9]，而且由于达里湖高碱度、高矿化度的水体特点使得达里湖瓦氏雅罗鱼群体每年4月末至5月初进行特殊的生殖洄游，在整个洄游过程中会发生部分个体鳞片脱落的现象，在取样过程中需要避免取到再生鳞。瓦氏雅罗鱼鳞片在5种年龄鉴定材料中吻合率仅比耳石低，变异系数较低。鳞片的年龄读数与耳石的年龄读数在4龄及之前吻合率极高，而鳞片具有易获取且对于鱼的损伤小和判断方法简便的特点，故可作为鉴定低龄个体的年龄鉴定材料。

表2 同一观察者两次年龄读数的吻合率和平均变异系数Tab.2 Coincidence rate and mean coefficient of variation between readers

瓦氏雅罗鱼脊椎骨呈双凹形，轮纹在内凹面形成，不处于同一个平面，读龄难度大，且高龄个体会出现重吸收的现象，因此，在显微镜下观察容易忽略凹面深处的低龄轮纹，极易低估年龄。

耳石作为存在在鱼类内耳中的钙盐结晶体，营鱼类听觉和平衡的作用。与脊椎骨相比，耳石增长与外界环境相对独立，随着鱼体生长而持续生长，不会被重吸收。只要稍加打磨至轮纹清晰即可反映鱼类整个生命周期的完整生长过程，是证明瓦氏雅罗鱼年龄的良好指标之一

3.2 年龄鉴定的准确性

为了提高年龄鉴定的准确性，鱼类工作者往往会对钙化组织年龄鉴定进行比较[16-17]。因为这是后续分析鱼类种群年龄结构、生长率、死亡率和初次性成熟年龄等参数估算准确的基础。本试验中比较3种年龄鉴定材料后可知，耳石的效果最佳，鳞片次之，脊椎骨最差，因而脊椎骨被舍弃。4龄及以下个体鳞片读龄结果与耳石读龄大致相符，但高龄个体的鉴定观察结果相差较大，吻合率低，这与解玉浩等[11]使用鳞片鉴定低龄达里湖瓦氏雅罗鱼，使用耳石结合鳞片鉴定高龄个体的方法相一致。从Casselman等[18]和Ma等[19]对生长缓慢的鲑鱼高龄个体和异齿裂腹鱼高龄个体的研究表明，耳石磨片比其他钙化组织能更准确地获得年龄。本试验表明，用鳞片和脊椎骨鉴定年龄存在被低估的可能，耳石对达里湖瓦氏雅罗鱼的年龄鉴定结果的准确性优于脊椎骨和鳞片，是瓦氏雅罗鱼的最佳年龄鉴定材料。得出这一结论的原因如下：耳石位于鱼类内耳中，与外界环境相对独立连续生长，连续生长过程中不易被重吸收；脊椎骨核心区内凹，难以辨别首轮；鳃盖骨、脊椎骨、匙骨边缘角质层较厚且浑浊，难以处理，容易缺失年轮，导致年龄偏差；鳞片边缘的环形轮纹压缩和再生鳞片的比例高，易低估达里湖瓦氏雅罗鱼的年龄；达里湖为高矿化度、高碱度水体，达里湖瓦氏雅罗鱼的生长受到环境的影响干扰较大，易导致鳃盖骨、脊椎骨、匙骨的年轮缺失或受到干扰。