野牦牛和家养牦牛牛毛的扫描电子显微镜观察

王靓靖，侯森林,2,3*

(1.南京森林警察学院刑事科学技术学院， 江苏 南京 210023； 2.野生动植物物证技术国家林业和草原局重点实验室，江苏 南京 210023；3.国家林业局森林公安司法鉴定中心， 江苏 南京 210023)

野牦牛(Bosmutus)是国家一级重点保护野生动物，典型的高寒动物，性极耐寒，是分布于以我国青藏高原为中心,及其毗邻的高山、亚高山地区的牛种。主要分布在喜马拉雅山、昆仑山、阿尔金山及祁连山所环绕的青藏高原上，即海拔3 000 m以上的西藏、青海、新疆、甘肃、四川、云南等省区[1]。除中国以外，饲养牦牛的国家还有蒙古、吉尔吉斯斯坦、俄罗斯、塔吉克斯坦、印度、尼泊尔、哈萨克斯坦、不丹、(原)锡金、阿富汗、巴基斯坦、克什米尔等国家和地区。

很早就有学者对牦牛进行研究，研究领域涉及资源、生态、生理、解剖、组织、繁殖、饲养、管理、疫病防治等[2]。随着科学技术的发展，研究者又应用现代遗传学、分子生物学、基因组学、蛋白质组学、生物信息学、系统生物学等学科的理论及其实验技术，对牦牛进一步深入研究[3]。

毛是哺乳动物所特有的皮肤衍生物，形态复杂多样。外在表现为形状、颜色、长度、细度等方面，微观层面表现在鳞片的花纹类型、排列顺序、髓质指数等方面[4]。不同的动物在毛的形态结构上存在一定差异，可以反映动物界的亲缘关系、适应性及生命过程等许多方面[5]。动物毛的微观构造在长期的适应环境和自然选择过程中逐渐形成，生长到一定阶段时结构和花纹将不再发生显著变化，具有一定的稳定性。已经有学者在扫描电子显微镜下可以对牦牛毛的鳞片花纹类型及排列方式等微观结构进行仔细观察比对，但未据此对家牦牛和野牦牛做出区分[6-7]，本研究将针对野牦牛和家牦牛牛毛的微观结构差异性进行观察，以期利用毛为野牦牛和家牦牛的鉴别提供一定的依据。

1 材料和方法

1.1 样本来源

本课题研究的家牦牛和野牦牛兽毛样本均来源于青藏高原地区的西藏牧区，由西藏地区森林公安局提供，样本来源一致，有效避免样本生存环境不一致带来的误差，具有可参考性和可对照性。

1.2 研究方法

1.2.1 毛样的处理 将所采集的毛分别放入体积比为 1∶1的乙醚和95%乙醇脱脂剂中脱脂20 min，然后再将毛从脱脂剂中取出，置于100%乙醇中清洗2 min，取出后用滤纸吸干或者自然干燥，待用[8-9]。

1.2.2 毛鳞片的观察与测量 分别随机选取处理好的野牦牛和家牦牛胸部、腹部、背部牛毛，使用MSBC-2型溅射仪喷金，在Quanta250FEG型场发射扫描电子显微镜下以1 200倍放大倍数观察毛的鳞片花纹形态及其分布情况，并拍照，同时使用系统自带软件测量毛最粗处直径等相关指数[10]。

2 结果与分析

2.1 鳞片花纹类型及其分布

在扫描电子显微镜下清晰可见，家牦牛和野牦牛胸部、背部、腹部牛毛鳞片花纹类型均以不规则波浪形为主，呈层状排列，在毛根处均有一段相对规则波浪形鳞片花纹，间或出现单回纹形鳞片花纹，结果见表1和图1。

图1 毛鳞片花纹类型

由表1可见，试验样本中家牦牛背部、胸部、腹部牛毛微观结构中相对规则波浪形鳞片花纹长度占毛总长比例均小于野牦牛。家牦牛背部、胸部、腹部牛毛微观结构中相对单回纹形鳞片花纹长度占毛总长比例均大于野牦牛。

本研究中对家牦牛和野牦牛背部、腹部和胸部毛的毛根部、中部和尖部3个部位鳞片花纹间距进行了测量，结果见表2和图2。

表2 鳞片花纹间距数据统计 μm

由表2可知，家牦牛背部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为10.81—16.49 μm，家牦牛胸部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为9.13—12.66 μm，家牦牛腹部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为7.81—12.30 μm；试验样本中野牦牛背部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为9.74—11.55 μm，野牦牛胸部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为9.25—12.58 μm，野牦牛腹部牛毛鳞片花纹间距平均值区间为8.10—10.23 μm。整体而言家牦牛毛鳞片花纹间距略高于野牦牛毛鳞片花纹间距，但数值存在交叉。

2.2 毛细度测量结果及分析

本研究中利用扫描电子显微镜对野牦牛和家牦牛3个部位的毛细度分别进行了测量，结果见表3和图3。

图2 毛鳞片花纹间距测量图

表3 毛最粗处直径数据统计 μm

由表3可见，试验样本中野牦牛背部、胸部、腹部毛最粗处直径平均值整体大于家牦牛背部、胸部、腹部毛最粗处直径平均值。

图3 毛细度测量图

3 结论

家牦牛和野牦牛牛毛在扫描电子显微镜视野下，微观结构整体变化不大。主要差异有相对规则性鳞片花纹占比、单回纹形鳞片花纹占比和鳞片花纹间距及毛最粗处直径4个方面。实验样本中家牦牛背部、胸部、腹部牛毛微观结构中相对规则波浪形鳞片花纹占毛总长比例均小于野牦牛；家牦牛背部、胸部、腹部牛毛微观结构中相对单回纹形鳞片花纹占毛总长比例均大于野牦牛；家牦牛毛鳞片花纹间距略高于野牦牛毛鳞片花纹间距;野牦牛背部、胸部、腹部毛最粗处直径平均值整体大于家牦牛。

本研究结果表明，家牦牛和野牦牛牛毛的微观结构差异具有一定分类意义。本研究也存在一定的局限性，首先选取的样本量不够大，其次没有考虑样本的性别与年龄等因素的影响，在今后的研究中需要充分考虑这些因素，提高结果的精确度。同时本研究也表明在野生动物案件现场要注意收集毛发这些微量物证，将对野生动物案件的侦破起到重要的作用。