魚類耳石研究及應(yīng)用進(jìn)展

魚類耳石研究和應(yīng)用進(jìn)展匯報人：李曉莉2015級海洋生物學(xué)碩士目錄頁CONTENTSPAGE1.簡介2.研究熱點(diǎn)3.應(yīng)用4.問題和展望耳石是什么？魚類耳石的定義？微耳石(lapillus)矢耳石(sagittae)聽壺(lagena)橢圓囊(utriculus)球囊(Sacculus)星耳石(asteriscus)耳石是硬骨魚類在生長過程中沉積在內(nèi)耳的膜迷路內(nèi)的結(jié)石,主要礦物成分是碳酸鈣,起聲音接收和平衡定向作用。耳石中的輪紋由于在形成過程中其輪紋形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成相當(dāng)穩(wěn)定,記錄了魚類個體生活過程中豐富的生物一物理一化學(xué)環(huán)境信息,所以,耳石信息分析可以揭示魚類的生活史及其所經(jīng)歷的環(huán)境變化。耳石的結(jié)構(gòu)為什么研究耳石？時間記錄性空間記錄性成本低優(yōu)點(diǎn)①耳石具有獨(dú)特的時間和空間反演屬性(時間記錄屬性)。魚類耳石的生長始于生命初期胚胎的形成，圍繞著耳石核心每日沉積，發(fā)育構(gòu)成寬窄交互的生長輪。從耳石核心到外緣區(qū)的元素組成通常按時間序列記錄著魚類從出生到被捕獲時所經(jīng)歷的不同生境特征。②耳石具有非細(xì)胞性和代謝惰性，即使在饑餓時也不會發(fā)生重吸收，沉積在耳石中的生境元素能永久性保存，體現(xiàn)出很好的空間記錄屬性。③對采樣困難且無法標(biāo)志的深海和大洋性魚類而言，耳石研究可以彌補(bǔ)無法進(jìn)行生境調(diào)查的缺陷。④耳石樣品容易獲取，總體費(fèi)用可低于其他大規(guī)模標(biāo)記的研究?？朔{(diào)查缺陷耳石研究熱點(diǎn)？研究熱點(diǎn)是什么？分析方法耳石生長微化學(xué)研究形態(tài)多樣性生長輪日輪年輪元素指紋分析—

Sr/Ca值同位素分析—

C/O其他痕量及多元素組合分析研究主題都有啥？有哪些應(yīng)用？麻秋云等（2013）根據(jù)2008年11月至2009年8月在膠州灣海域進(jìn)行的逐月定點(diǎn)底拖網(wǎng)調(diào)查,選擇12種常見的餌料魚類作為研究對象，分析了每種餌料魚類的體長與耳石形態(tài)大小，

并建立回歸方程。多數(shù)魚種體長與耳石長度和寬度的擬合效果要略好于體長與耳石半徑的擬合效果，而且與耳石半徑相比，耳石的長度和寬度更容易測量,，因此在實(shí)際應(yīng)用中,可以通過測量耳石的長度和寬度來推算餌料魚類的體長等形態(tài)參數(shù)。另一方面，由于多數(shù)魚類的耳石比較脆,尤其是耳石的兩端更容易破損，因此與耳石長度相比，耳石寬度與體長的回歸方程更加適合于實(shí)際應(yīng)用。為深入研究高營養(yǎng)級魚類的攝食生態(tài)和食物網(wǎng)營養(yǎng)動力學(xué)提供基礎(chǔ)資料。耳石與魚類生長胡貫宇等（2014）根據(jù)2011年6~8月我國資源探捕船在摩洛哥南部沿岸海域采集的沙丁魚(Sardinapilchardus)樣本，測量其耳石的全長、寬度、背長等6個外部形態(tài)參數(shù)，利用方差分析研究性成熟和個體大小對耳石生長的影響。研究結(jié)果表明，性成熟和個體大小與耳石外部形態(tài)參數(shù)有一定的關(guān)系，并影響耳石的生長。區(qū)又君等（2014）通過矢耳石日輪對采自珠江口的黃唇魚Bahabaflavolabiata幼魚進(jìn)行日齡鑒定,并據(jù)此研究其產(chǎn)卵期和生長特性。研究結(jié)果表明,利用耳石日齡來推算黃唇魚的產(chǎn)卵期是可行的，并可據(jù)此推算其特定階段的生長模型。盧明杰等（2015）利用電子探針微區(qū)分析技術(shù)，對大遼河口紅狼牙鰕虎魚(Odontamblyopusrubicundus)的耳石進(jìn)行了鍶和鈣元素微化學(xué)研究。耳石鍶含量面分布結(jié)果直觀地顯示，自核心到邊緣區(qū)域中對應(yīng)于淡水(藍(lán)色)、半咸水(綠色)、海水(黃紅色)生境不同顏色同心環(huán)輪的變化過程。推測大遼河口的紅狼牙鰕虎魚可能存在3個生活史類型(淡水孵化、半咸水孵化和海水孵化)。結(jié)果表明了大遼河口紅狼牙鰕虎魚的孵化和早期生活史生境的多樣性，反映出其對各種鹽度水體環(huán)境的高度適應(yīng)性，另外，也顯示出大遼河口是其混棲的水域，為以后對大遼河口的紅狼牙鰕虎魚資源評價及其人工繁殖等應(yīng)用技術(shù)的實(shí)施提供了基礎(chǔ)生物學(xué)資料。微化學(xué)結(jié)構(gòu)分析→生活史黎雨軒等（2014）通過設(shè)計3個溫度(18℃、22℃、26℃)×3個鹽度(17、25、34)×3個鍶(Sr)元素組(低、中、高)來研究環(huán)境因子對大黃魚(Larimichthyscrocea)耳石中鋇(Ba)元素沉積的影響。研究結(jié)果表明:溫度、鹽度和鍶元素含量對耳石鋇分配系數(shù)具有顯著的影響，鹽度的影響最大，鍶元素的影響其次，溫度的影響最小，溫度和鹽度對耳石鋇分配系數(shù)具有顯著的交互作用。所有試驗(yàn)組中耳石Ba/Ca值均隨著鹽度的增加而降低，根據(jù)鹽度與耳石Ba/Ca值的定量關(guān)系就可以反演大黃魚所經(jīng)歷的鹽度史。為大黃魚野生種群的資源補(bǔ)充和洄游生活史研究提供理論依據(jù)。熊瑛等（2015）利用電子顯微探針元素分析技術(shù)（EPMA）對黃海南部野生銀鯧和鮸魚的耳石進(jìn)行了鍶和鈣沉積特征的初步分析。定量線分析結(jié)果表明，兩種魚類耳石的Ｓｒ／Ｃａ之間存在顯著的種間差異。銀鯧耳石Ｓｒ／Ｃａ比，銀鯧孵化和早期發(fā)育應(yīng)需要鹽度適中的生境，當(dāng)齡魚在后期的生長中需洄游經(jīng)過兩段高鹽生境（其中之一在第１齡時）。鮸魚耳石Ｓｒ／Ｃａ比反映了鮸魚孵化及初期發(fā)育階段可能生活在高鹽度生境，而當(dāng)齡魚隨后階段的生長和發(fā)育過程則會洄游至鹽度有所降低的生境中進(jìn)行。微化學(xué)結(jié)構(gòu)分析→生活史王臣等（2014）以人工繁育大麻哈魚(Oncorhynchusketa)發(fā)眼后胚胎為研究對象，設(shè)置4個茜素紅染料質(zhì)量濃度梯度(10mg/L,20mg/L,40mg/L,80mg/L)和4個浸染時間梯度(8h,16h,24h,32h)，分析茜素紅染料在耳石上的沉積情況，以及不同暫養(yǎng)天數(shù)的動態(tài)變化，

以期為大麻哈魚標(biāo)志放流技術(shù)及效果評估提供基礎(chǔ)參考。結(jié)果表明，茜素紅在矢耳石和微耳石上都能形成良好標(biāo)記，在可見光和黃綠激光下均檢測到標(biāo)記帶。外源標(biāo)記—追蹤、放流效果評估王正鯤等（2015）用茜素絡(luò)合物(ALC)對唐魚(Tanichthysalbonubes)進(jìn)行熒光標(biāo)記，通過測定唐魚耳石的標(biāo)記率、死亡率、SGＲ和DWG等指標(biāo)，討論不同濃度ALC對唐魚耳石標(biāo)記效果和對其生長和存活的影響，探討應(yīng)用該標(biāo)記技術(shù)追蹤唐魚野外種群遷移行為的可行性。結(jié)果表明茜素絡(luò)合物對唐魚耳石的標(biāo)記能持續(xù)較長時間，因此可用于追蹤其生活史過程、遷移規(guī)律、估算其種群數(shù)量動態(tài)等研究。王臣等（2015）利用電子顯微探針技術(shù)(EPMA)探明外源Sr2+在大麻哈魚耳石上的沉積狀況，結(jié)果表明:不同濃度Sr2+均在大麻哈魚耳石上產(chǎn)生明顯的深紅色標(biāo)記環(huán)。檢測結(jié)果還表明，鍶在大麻哈魚耳石上的沉積是逐漸進(jìn)行的，有明顯的滯后現(xiàn)象，高峰后能恢復(fù)到正常水平．這些特點(diǎn)符合對放流標(biāo)記技術(shù)的要求，表明可以利用外源Sr2+對大麻哈魚耳石進(jìn)行標(biāo)記．外源Sr2+在大麻哈魚耳石上沉積的特點(diǎn)能很好地吻合對魚類放流標(biāo)志的要求，使利用人工控制在耳石上打上明顯的“鍶標(biāo)記”成為可能．魚類年齡鑒定劉子俊等（2015）綜述了國內(nèi)外近50年來南極冰魚年齡與生長的研究進(jìn)展，概述了南極冰魚基本分類及其在南極海域的地理分布。在總結(jié)南極冰魚年齡與生長研究的基本方法(包括漁獲物體長頻度法及鈣化組織分析法等)的基礎(chǔ)上，著重對南極冰魚耳石處理及研究進(jìn)行了歸納，通過耳石前處理(直接觀察、燃燒和切割打磨)和輪紋鑒定等，對耳石研究中的耳石鑒齡方法、耳石形態(tài)學(xué)及耳石日輪等做了總結(jié)。沈建忠等（2002）按年齡組以耳石重量與相應(yīng)的體長作圖，對耳石重量直接用于確定魚類年齡的可能性作了分析和探討。本研究表明，鯽耳石重量與年齡高度相關(guān)，即使在年齡組內(nèi)體長生長差異大，年齡組間體長重疊明顯的情況下，各年齡組間耳石重量交叉重疊卻相對較少，建立魚類耳石重量與年齡、體長關(guān)系圖,可幫助驗(yàn)證通過計數(shù)鈣化組織上年輪確定年齡的可靠性；而分析耳石重量頻率分布可分離大小相似而年齡不同的個體；用耳石重量與年齡關(guān)系估計的年齡與實(shí)際觀測年齡無顯著差異。因而認(rèn)為，耳石重量可作為驗(yàn)證鈣化組織上觀測年齡的準(zhǔn)確性的輔助手段。魚類種群識別孟曉夢根據(jù)中國鱸耳石具體形態(tài)學(xué)特點(diǎn)選取了耳石長、寬等10種量度指標(biāo)，并以相互之間的比例作為形態(tài)學(xué)比較參數(shù)，比較了日本花鱸、中國鱸的舟山、福州、廈門和廣西近海群體，共101尾樣本的耳石的形態(tài)學(xué)特征。根據(jù)耳石形態(tài)學(xué)分析的結(jié)果，中國近海不同海域的中國鱸群體具有明顯的地理變異，初步認(rèn)為前述中國近海的中國鱸群體可分為三個不同的地理種群，即中國鱸舟山種群、中國鱸福州-廈門種群和中國鱸廣西種群。高永文等（2011）以海魚和逥遊魚的具體研究為例，扼要地闡明魚耳石的氧、碳穩(wěn)定同位素成分研究，特別是δ18O和δ13C的關(guān)聯(lián)分析，在魚群識別方面的效果和應(yīng)用。與基因分析方法相比，魚耳石的氧、碳穩(wěn)定同位素方法具有兩個顯著的優(yōu)點(diǎn)，一是耳石的微結(jié)構(gòu)能提供魚類不同生長階段的時間序列和細(xì)節(jié)；二是耳石的形成機(jī)制能提供魚類生活的周圍環(huán)境和歷史信息。因此，魚耳石中δ18O和δ13C的關(guān)聯(lián)分析在魚群識別中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。葉振江（2010）)以耳石長寬比、側(cè)葉長度比等具體形態(tài)學(xué)分析參數(shù),比較了黃海藍(lán)點(diǎn)馬魷不同群體間耳石的形態(tài)學(xué)特征。結(jié)果表明,呂泅三個批次樣品間耳石形態(tài)無顯著性差異,贛榆群體與呂泅及膠南群體在個別形態(tài)指標(biāo)上呈顯著性差異,呂泅和膠南群體在各項指標(biāo)均沒有顯著性差異。因此耳石形態(tài)學(xué)分析是魚類群體鑒別的有效手段。利用2006年4月和2008年10月分別采自南海北部灣和渤海長島海域的119尾細(xì)條天竺酮和57尾黑鰓天竺酮標(biāo)本，研究了兩種天竺鰓耳石形態(tài)的差異。結(jié)果表明利用耳石形態(tài)學(xué)特征變量對兩種天竺酮的判別分析成功率分別高達(dá)82.5%和88.2%,顯示耳石形態(tài)學(xué)分析是天竺魚魚種識別的有力手段。杜鳳琴等（2013）利用激光剝蝕等離子質(zhì)譜分析方法，對2008年采集的太湖小溪港47尾野生鯉魚中3-4齡的耳石富營養(yǎng)化元素和重金屬元素的豐度進(jìn)行了原位測試分析;并與2005-2008年太湖小溪港水域距水面1.50m深水體中富營養(yǎng)化元素和重金屬元素的環(huán)境監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

研究結(jié)果表明:太湖小溪港鯉魚微耳石中的磷元素相對于水體中的磷元素存在強(qiáng)烈的富集效應(yīng)，測定微耳石的磷含量比直接測定水體的磷含量更便捷。雖然不同鯉魚個體中微耳石對磷的吸收雖然存在很大差別，但其中的磷含量在相同時段內(nèi)的變化趨勢基本一致，因此研究微耳石個體中磷含量變化與水體磷含量變化的相關(guān)性是可行的。利用鯉魚星耳石中的磷含量分析結(jié)果，可以對鯉魚生活期間的水體磷含量變化趨勢進(jìn)行初步判斷，對未來藍(lán)藻“水華”爆發(fā)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報。基于本研究，鯉魚耳石可以作為其生活水域富營養(yǎng)化狀況和重金屬污染的環(huán)境指示標(biāo)型，為湖泊水質(zhì)中富營養(yǎng)化元素與重金屬元素豐度的動態(tài)變化及長時段監(jiān)測提供一個潛在的生命礦物學(xué)方法。環(huán)境污染監(jiān)測及預(yù)警湖泊水位王玉嬌等（2014）對青海湖裸鯉古代微耳石進(jìn)行微化學(xué)分析，結(jié)果表明,古代微耳石的Mg/Ca比值和18O值均明顯高于現(xiàn)代微耳石。反映了明朝時青海湖裸鯉生活的水體具有比現(xiàn)代青海湖高得多的Mg/Ca和18O值,這是與大湖隔離后強(qiáng)烈蒸發(fā)濃縮的結(jié)果。

根據(jù)裸鯉魚骨產(chǎn)出的層位和海拔高度,推斷明朝時期青海湖的湖面海拔至少達(dá)到3202m,經(jīng)計算當(dāng)時的湖面面積至少為4480km2,比現(xiàn)在大5%左右.存在問題和展望？存在問題和展望研究耳石對精確地了解魚類