新疆克孜爾河斯氏高原鰍形態(tài)學(xué)及年齡鑒定研究

趙賀，王想兵，趙年樺，魏杰,，沈建忠

（1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，湖北 武漢 430070）

斯氏高原鰍（Triplophysa stoliczkae）隸屬于硬骨魚(yú)綱（Osteichthyes）、輻鰭亞綱（Actinopterygii）、鯉形目（Cypriniformes）、鰍科（Cobitidae）、條鰍亞科（Noemacheilinae）、高原鰍屬（Triplophysa），是新疆克孜爾河土著魚(yú)之一[1]?？俗螤柡訛槲几珊铀档奈鍡l支流之一，與卡拉蘇河相鄰，發(fā)源于哈爾克他烏山脈，直接匯入克孜爾水庫(kù)[2]。目前對(duì)斯氏高原鰍的研究主要集中于分類[3-8]和資源分布[9-16]。雖然斯氏高原鰍的分類經(jīng)過(guò)了多年的研究，但在形態(tài)學(xué)和分類上仍有很多分歧[17]。

年齡鑒定是研究魚(yú)類生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性的重要組成部分，也是分析魚(yú)類種群數(shù)量變動(dòng)，了解環(huán)境和魚(yú)類生活史之間關(guān)系的基本依據(jù)之一[18]。目前鑒定魚(yú)類年齡最普遍的方法是鈣化組織分析法，但是，不同鈣化組織顯示的年輪特征因魚(yú)類遺傳因子和生長(zhǎng)環(huán)境的不同而各異[19]。因此，要比較不同年齡鑒定材料的效果，篩選出最佳的年齡鑒定材料[20]。目前有關(guān)斯氏高原鰍年齡鑒定的比較研究還未見(jiàn)報(bào)道。

本文通過(guò)對(duì)斯氏高原鰍的形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和描述，比較了耳石、脊椎骨和鰓蓋骨鑒定斯氏高原鰍年齡的準(zhǔn)確性和精確性，旨在為其形態(tài)特征、種群動(dòng)態(tài)研究和資源保護(hù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2018 年于新疆渭干河水系的克孜爾河拜城縣黑英山鄉(xiāng)河段采集斯氏高原鰍30 尾，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量體質(zhì)量（body weight，BW）、全長(zhǎng)（total length，TL）、體長(zhǎng)（body length，BL）、叉長(zhǎng)（fork length，F(xiàn)L）、體高（body depth，BD）、頭長(zhǎng)（head length，HL）、頭高（head depth，HD）、吻長(zhǎng)（snout length，SNL）、眼徑（eye diameter，ED）、尾柄長(zhǎng)（caudal peduncle length，CPL）、尾柄高（depth of caudal peduncle，DCP）、背鰭長(zhǎng)（dorsal fin length，DL）、胸鰭長(zhǎng)（pectoral length，PL）、腹鰭長(zhǎng)（pelvic-fin length，VL）、臀鰭長(zhǎng)（anal fin length，AL）、臀鰭基長(zhǎng)（base length of anal fin，BLA）共16 個(gè)外部形態(tài)參數(shù)；體質(zhì)量精確至0.01 g，長(zhǎng)度精確至0.02 mm。樣本用10%福爾馬林固定保存后，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)研究。

1.2 可數(shù)性狀計(jì)數(shù)

計(jì)數(shù)可數(shù)性狀：背鰭鰭條數(shù)（dorsal fin ray，DFR）、臀鰭鰭條數(shù)（anal fin ray，AFR）、胸鰭鰭條數(shù)（pectoral fin ray，PLFR）、腹鰭鰭條數(shù)（pelvic fin rays，PFR）、尾鰭分枝鰭條數(shù)（caudal fin rays，CFR）、第一鰓弓內(nèi)側(cè)鰓耙數(shù)（number of gill raker inside the first arch，GA）、脊椎骨數(shù)（vertebra），之后解剖觀察內(nèi)部特征。

1.3 年齡材料處理

取出30 尾斯氏高原鰍的左右矢耳石，鰓蓋骨和3～8 枚脊椎骨。

矢耳石：選用一對(duì)耳石，用指甲油包埋，用2 000目的砂紙沿平行于長(zhǎng)軸，即垂直于短軸的方向打磨，并隨時(shí)在解剖鏡下觀察，磨至年輪清晰，放在顯微鏡下拍照保存。

脊椎骨：取脊柱前3～8 節(jié)脊椎骨，放入沸水中煮2～5 min，剔除椎骨間的肌肉和結(jié)締組織，干燥后置于顯微鏡下拍照保存。

鰓蓋骨：剪取魚(yú)類的鰓蓋骨，放入沸水中煮2～5 min，去除包膜和黏液，自然干燥后在顯微鏡下拍照保存。

1.4 年齡鑒定方法及年輪特征描述

參照殷名稱的方法[21]，采用耳石、脊椎骨和鰓蓋骨鑒定年齡，在不清楚樣本大小、性別的情況下，用三種材料鑒定年齡。每種年齡材料由同一觀察者進(jìn)行2 次獨(dú)立鑒定，時(shí)間間隔不少于1 周。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 26.0 和Excel 2020 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)特征

2.1.1 形態(tài)描述

新疆克孜爾河斯氏高原鰍身體延長(zhǎng)，圓粗。頭后至背鰭基前稍隆起，背鰭基后平直。頭略扁平，頭高大于頭寬。口下位。上唇唇緣乳突比較平坦，前端處為1 列，口角處為2 列或3 列；下唇唇面較褶皺淺平，中溝淺，兩側(cè)較寬平。上下頜露出唇外，下頜平直，有薄而銳利的角質(zhì)膜。須3 對(duì)，端吻須后延至下唇后緣，側(cè)吻須后延至眼前緣或眼下緣，頜須后延至眼后緣或超越眼后緣。后鼻孔與前鼻孔后緣皮膜相隔，位于眼的前方，前后鼻孔相鄰。眼側(cè)上位。無(wú)鱗，皮膚光滑，側(cè)線完全。背部及兩側(cè)為灰褐色或黃褐色，背部有呈“工”字形的斑塊。體側(cè)為不規(guī)則或淺或深的小云狀色斑；腹部微黃白色。背鰭、胸鰭和尾鰭均有黑色素組成的條紋，呈整齊而規(guī)則排列；腹鰭、臀鰭明快色。

背鰭鰭緣較平直，位于身體中央偏后方。胸鰭側(cè)位，腹鰭基部起點(diǎn)與背鰭第一或第二分支鰭條相對(duì)，后延超越肛門(mén)，有的接近臀鰭前基，腹鰭基部有一皮質(zhì)腋突。尾鰭鰭緣微凹。尾柄較高，側(cè)扁，尾柄長(zhǎng)平均是尾柄高的3.5 倍以下，其厚度逐漸縮小。鰾前室為左右2 室，包于骨質(zhì)囊中，后室退化或殘留很小的膜質(zhì)室。胃“U”字形。腸自胃后方向下延伸形成“8”字形，再?gòu)闹姓巯蛳轮粮亻T(mén)，多數(shù)排列緊密，呈三環(huán)螺紋狀，少數(shù)松弛。腹腔膜灰褐色。腸長(zhǎng)為體長(zhǎng)的0.89～1.14 倍，平均1.06 倍。

2.1.2 可量性狀

為了減少個(gè)體規(guī)格對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，計(jì)算30尾斯氏高原鰍可量性狀之間的比值關(guān)系。經(jīng)分析，全長(zhǎng)為體長(zhǎng)的1.16～1.24 倍；體長(zhǎng)為頭高的5.52～7.39 倍，為頭長(zhǎng)的4.12～4.84 倍，為尾柄長(zhǎng)的4.51～5.85 倍。頭長(zhǎng)為頭高的1.95～3.00 倍，為吻長(zhǎng)的1.96～2.87 倍，為眼徑的5.20～6.79 倍，為背鰭長(zhǎng)的1.12～1.81 倍，為臀鰭長(zhǎng)的1.56～2.24 倍，為胸鰭長(zhǎng)的1.16～1.59 倍，為腹鰭長(zhǎng)的1.36～1.91倍，為尾柄長(zhǎng)的0.97～1.28 倍；尾柄長(zhǎng)為尾柄高的2.35～4.97 倍（表1）。不同魚(yú)類之間的可量性狀比值不同，是魚(yú)類分類的重要依據(jù)。

表1 斯氏高原鰍的形態(tài)學(xué)常規(guī)指標(biāo)可量性狀Tab.1 The quantifiable characters of routine morphological indices in plateau loach Triplophysa stoliczkae

2.1.3 可數(shù)性狀

通過(guò)對(duì)30 尾斯氏高原鰍分析，得到可數(shù)性狀背鰭條、臀鰭條、胸鰭條、腹鰭條、尾鰭、第一鰓弓內(nèi)側(cè)鰓耙數(shù)和脊椎骨數(shù)目（表2）。其中背鰭條數(shù)以7、8 為主，胸鰭條數(shù)以9 為主，腹鰭條數(shù)以6 為主，尾鰭分支鰭條數(shù)以14 為主，臀鰭條數(shù)都相同。第一鰓弓內(nèi)側(cè)鰓耙數(shù)集中在20，脊椎骨數(shù)目集中在38。

表2 斯氏高原鰍可數(shù)性狀Tab.2 Some quantifiable characters in plateau loach T.stoliczkae

2.1.4 斯氏高原鰍可量性狀偏相關(guān)分析

為了確定測(cè)量指標(biāo)兩兩間的相關(guān)性，對(duì)16 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行偏相關(guān)分析（表3）。由表3 可知，斯氏高原鰍體質(zhì)量與體高、體質(zhì)量與吻長(zhǎng)、體質(zhì)量與尾柄長(zhǎng)、頭長(zhǎng)與吻長(zhǎng)、吻長(zhǎng)與眼徑、胸鰭長(zhǎng)與腹鰭長(zhǎng)兩者之間顯著相關(guān)；全長(zhǎng)與叉長(zhǎng)、尾柄長(zhǎng)與臀鰭長(zhǎng)之間為極顯著相關(guān)。

表3 斯氏高原鰍可量性狀偏相關(guān)分析Tab.3 The partial correlation analysis of quantifiable traits in plateau loach T.stoliczkae

2.2 體長(zhǎng)-體質(zhì)量的關(guān)系

根據(jù)15 尾雄魚(yú)和15 尾雌魚(yú)的體長(zhǎng)、體質(zhì)量測(cè)量數(shù)據(jù)，得出雄性個(gè)體、雌性個(gè)體和全部個(gè)體的體長(zhǎng)與體質(zhì)量相關(guān)關(guān)系式，并繪制出相關(guān)曲線圖（圖1）。

圖1 斯氏高原鰍體長(zhǎng)-體質(zhì)量的關(guān)系Fig.1 The length-weight relationship of plateau loach T.stoliczkae

W♂=0.0001L3.1594,n=15,R2=0.9698；

W♀=0.0001L3.1157,n=15,R2=0.9543；

W♂+♀=8E-05L3.2343,n=30,R2=0.9641。

其中W 代表體質(zhì)量；L 代表體長(zhǎng)；n 代表?xiàng)l數(shù)。

2.3 年齡鑒定材料的年輪特征和判別能力

2.3.1 耳石

耳石近似橢圓形，內(nèi)側(cè)面中間有不明顯的突出部分，外側(cè)面明顯有半圓形的突出部分。石耳經(jīng)二甲苯透明后，在顯微鏡下觀察到清晰的同心排列、明暗相間的輪紋，外側(cè)面的輪紋沒(méi)有內(nèi)側(cè)面的清晰（圖2）。23 尾斯氏高原鰍磨制前后耳石的輪紋讀數(shù)基本一致。耳石邊緣有一條透明帶，易被誤認(rèn)為是完整耳石,實(shí)為耳石的邊緣。在23 尾樣本中有22 尾觀察到年輪特征，其判別能力達(dá)到95.65%。

圖2 斯氏高原鰍的耳石Fig.2 Otolith of plateau loach T.stoliczkae

2.3.2 脊椎骨

斯氏高原鰍的脊椎骨為雙凹型（amphicoelous centrum）椎體，在顯微鏡下可觀察到呈同心圓排列的明暗環(huán)紋，相鄰的白色狹紋與暗色寬紋組成一個(gè)生長(zhǎng)年帶，狹紋向?qū)捈y的過(guò)渡處即為年輪（圖3）。同一個(gè)體不同椎體上的數(shù)目和輪紋清晰度基本一致，部分個(gè)體的年輪比較模糊，難于識(shí)別。在所分析的23 尾斯氏高原鰍中只有12 尾能識(shí)別年輪標(biāo)志，即判別能力為52.17%。

圖3 脊椎骨Fig.3 Vertebra of plateau loach T.stoliczkae

2.3.3 鰓蓋骨

斯氏高原鰍的鰓蓋骨前端寬大，后部窄小，略呈三角形。部分個(gè)體的鰓蓋骨邊緣有寬窄相間排列的輪紋，但輪紋在解剖鏡下很難識(shí)別（圖4）。對(duì)23尾斯氏高原鰍的鰓蓋骨輪紋觀察表明，鰓蓋骨各區(qū)域均無(wú)明顯可辨的輪紋，不具有年輪特征，即不能作為斯氏高原鰍年齡鑒定的材料。

圖4 鰓蓋骨Fig.4 Operculum of plateau loach T.stoliczkae

綜上所述，斯氏高原鰍的鰓蓋骨基本上沒(méi)有年齡標(biāo)志，不能作為年齡鑒定材料；脊椎骨具有較高的判別能力，可作為年齡鑒定的輔助材料或候選材料；耳石最適合作年齡鑒定材料（表4）。

表4 不同年齡鑒定材料鑒定斯氏高原鰍年齡的判別能力Tab.4 The interpret ability of different calcif ied structures used to determine age of plateau loach T.stoliczkae

2.4 年齡解釋的一致性

2.4.1 同種年齡鑒定材料的鑒定吻合率

前后相隔10 d，分2 次用耳石（23 尾）和脊椎骨（23 尾）計(jì)數(shù)了斯氏高原鰍的年齡，同一種材料的鑒定吻合率見(jiàn)表5。

由表5 可知，用耳石鑒定年齡的吻合率較高，兩次讀數(shù)對(duì)斯氏高原鰍的總體吻合率為95.65%。但高齡（3 齡及以上）高原鰍的吻合率較低，這可能是高齡魚(yú)的耳石中形成的一些干擾輪紋所致。用脊椎骨鑒定斯氏高原鰍年齡的總吻合率相對(duì)較低，為52.17%，但高齡高原鰍（3 齡及以上）的吻合率相對(duì)較高。

表5 耳石、脊椎骨鑒定斯氏高原鰍年齡的讀數(shù)吻合率Tab.5 The age agreement for annuli readings assigned independently by sectioned otolith and vertebra to determine age of plateau loach T.stoliczkae

2.4.2 不同年齡鑒定材料間的鑒定吻合率

對(duì)同尾魚(yú)同一次鑒定中的耳石和脊椎骨的年齡鑒定計(jì)數(shù)，獲得的吻合率見(jiàn)表6。第一次對(duì)斯氏高原鰍鑒定的總吻合率為73.91%；第二次的總吻合率為69.57%，兩者存在一定的差異。成對(duì)t-檢驗(yàn)結(jié)果表明，同一次中用耳石和脊椎骨鑒定的年齡數(shù)據(jù)均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

表6 耳石、脊椎骨年齡讀數(shù)的吻合率Tab.6 The age agreement for annuli readings assigned independently by two identifiers sectioned otolith and vertebra of plateau loach T.stoliczkae

3 討論

3.1 斯氏高原鰍形態(tài)特征

受水溫和餌料豐富度等因素的影響，魚(yú)類自身進(jìn)化出與生長(zhǎng)環(huán)境相適應(yīng)的形態(tài)特征[22,23]。斯氏高原鰍廣泛分布于天山北坡河流的湖泊中，體表分布不規(guī)則或淺或深的小云狀色斑，兩側(cè)為灰褐色或黃褐色，腹部呈微黃白色，鰭為明快色，以上特征與隆額高原鰍（Triplophysa bombifrons）[24]、新疆高原鰍（Triplophysa strauchii）[23]和黑體高原鰍（Triplophysa obscura）[25]的體色極為類似。這3 種魚(yú)生活在河流底層，體色可能與生長(zhǎng)環(huán)境相適應(yīng)。斯氏高原鰍吻部明顯在眼前方降低，方便攝食底棲食物，這與郭焱[1]提出的斯氏高原鰍的食物以水生昆蟲(chóng)及一些植物碎屑為主的觀點(diǎn)相一致；斯氏高原鰍體型圓粗，尾柄較高且側(cè)扁，依靠尾鰭維持身體平衡并推動(dòng)身體前進(jìn)，推測(cè)斯氏高原鰍在水流較快的情況下，利用尾柄和尾鰭獲得前進(jìn)動(dòng)力，以適應(yīng)水體環(huán)境，這與郭焱[1]提出的斯氏高原鰍喜流水的觀點(diǎn)一致。

斯氏高原鰍的16 項(xiàng)指標(biāo)偏相關(guān)分析結(jié)果表明，斯氏高原鰍體質(zhì)量與體高、體質(zhì)量與吻長(zhǎng)、體質(zhì)量與尾柄長(zhǎng)、頭長(zhǎng)與吻長(zhǎng)、吻長(zhǎng)與眼徑、胸鰭長(zhǎng)與腹鰭長(zhǎng)兩者之間顯著相關(guān)；全長(zhǎng)與叉長(zhǎng)、尾柄長(zhǎng)與臀鰭長(zhǎng)之間為極顯著相關(guān)。有關(guān)新疆南疆土著魚(yú)類斯氏高原鰍的報(bào)道較少，本文推測(cè)隨著魚(yú)體生長(zhǎng)，體質(zhì)量增加，與體質(zhì)量呈正相關(guān)的體高、吻長(zhǎng)也相對(duì)較大；斯氏高原鰍的胸鰭、腹鰭、尾柄、臀鰭越發(fā)達(dá)，越有利于其在急流中攝食與生存；斯氏高原鰍吻長(zhǎng)和眼徑增大，有利于擴(kuò)大視野和捕食范圍。以上推測(cè)與徐筱等[24]描述隆額高原鰍形態(tài)特征時(shí)提出的觀點(diǎn)較為相似，這2 種高原鰍的生長(zhǎng)環(huán)境和餌料條件可能相同。

對(duì)斯氏高原鰍、葉爾羌高原鰍[Triplophysa yarkandensis（Day）] 和新疆高原鰍（Triplophysa strauchii）可量性狀比的比較發(fā)現(xiàn)（表7），葉爾羌高原鰍與斯氏高原鰍的可量性狀比上有明顯的差異，說(shuō)明葉爾羌高原鰍與斯氏高原鰍的體型明顯不同，根據(jù)外部形態(tài)大致可以區(qū)分二者。斯氏高原鰍與新疆高原鰍的可量性狀比值很相近，說(shuō)明斯氏高原鰍與新疆高原鰍的體型很相似，推測(cè)二者的生長(zhǎng)環(huán)境相似。

表7 斯氏高原鰍、葉爾羌高原鰍和新疆高原鰍可量性狀比Tab.7 The quantifiable character ratios of loach T.stoliczkae,T.yarkandensis and T.strauchii

3.2 斯氏高原鰍體長(zhǎng)-體質(zhì)量的關(guān)系

斯氏高原鰍體長(zhǎng)-體質(zhì)量關(guān)系式用W=aLb來(lái)表示，a、b 為參數(shù)，b 一般在2.5～4 之間，表示魚(yú)類生長(zhǎng)類型[21,27]。由斯氏高原鰍體長(zhǎng)-體質(zhì)量關(guān)系式可以看出（圖1），a 值均很小，說(shuō)明斯氏高原鰍的肥滿度差，魚(yú)體較瘦，推測(cè)外部餌料環(huán)境較差，斯氏高原鰍不能獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)；而b 值均大于3，說(shuō)明斯氏高原鰍勻速生長(zhǎng)；雌雄魚(yú)的b 值相差不大，說(shuō)明二者的生長(zhǎng)速度無(wú)明顯差異，生長(zhǎng)環(huán)境和發(fā)育階段較為一致。

3.3 年齡鑒定材料的選擇

魚(yú)類年齡依靠骨質(zhì)材料的輪紋標(biāo)志來(lái)判別，用到的骨質(zhì)材料主要有鱗片、鰓蓋骨、鰭條、脊椎骨和耳石等。大多數(shù)高原鰍屬魚(yú)類的鱗片已退化或消失，鱗片不適合作為高原鰍屬魚(yú)類的年齡鑒定材料。陳生熬[28]研究葉爾羌高原鰍時(shí)，將鰓蓋骨作為年齡鑒定輔助材料，但本研究中發(fā)現(xiàn)，斯氏高原鰍鰓蓋骨的各區(qū)域無(wú)明顯可辨的輪紋標(biāo)志，不足以鑒定其年齡，在年齡鑒定材料上斯氏高原鰍和葉爾羌高原鰍有很大不同。目前，我國(guó)學(xué)者大多用脊椎骨和耳石鑒定高原鰍魚(yú)類的年齡，如用脊椎骨鑒定新疆高原鰍[23]、黑體高原鰍[25]和西溪高原鰍（Triplophysa xiqiensis）[29]的年齡。其余大部分高原鰍屬魚(yú)類都用耳石鑒定年齡，如長(zhǎng)身高原鰍（Triplophysa teunis）[30]、細(xì)尾高原鰍（Triplophysa stenura）[31]和東方高原鰍（Triplophysa orientalis）[32]等。

斯氏高原鰍的耳石年輪標(biāo)志清晰易制備，是較好的年齡鑒定材料。但高齡斯氏高原鰍的耳石中出現(xiàn)了一些干擾輪紋，影響鑒定效果，這可能是高齡斯氏高原鰍耳石吻合率較低的原因。脊椎骨作為年齡鑒定中的輔助材料或候選材料具有較高的判別能力，但低齡魚(yú)的脊椎骨鈣質(zhì)程度不高，椎體小而柔軟不易處理，年輪標(biāo)志不明顯，造成低齡斯氏高原鰍脊椎骨的吻合率較低。綜上，低齡斯氏高原鰍應(yīng)采用耳石作為年齡鑒定材料；高齡斯氏高原鰍可以采用耳石作為主要年齡鑒定材料，輔以脊椎骨。

魚(yú)類初輪和幼輪的確定對(duì)于準(zhǔn)確鑒定年齡十分重要[33]。一般，晚出生的個(gè)體比起正常出生的個(gè)體，當(dāng)年生長(zhǎng)時(shí)間短，耳石中心形成的初輪會(huì)比正常的小，在脊椎骨的上也不易辨別、鑒別年輪，易被忽視。幼輪的形成與外界環(huán)境的變化或食性的轉(zhuǎn)化相關(guān)[34]。因此，辨別與確認(rèn)初輪和幼輪對(duì)年齡鑒定很重要。本實(shí)驗(yàn)中，年齡鑒定材料采自6 月，觀察發(fā)現(xiàn)97.83%的耳石都具有透明帶，這預(yù)示著斯氏高原鰍的耳石年輪形成于4 月前后，結(jié)束于8 月前后。除此之外，耳石年輪的形成還與采樣地點(diǎn)的水溫、水環(huán)境狀況和食物缺乏等相關(guān)[35]。