魚(yú)類耳石研究及應(yīng)用進(jìn)展

1、魚(yú)類耳石研究和應(yīng)用進(jìn)展匯報(bào)人：李曉莉2015級(jí)海洋生物學(xué)碩士目錄頁(yè)CONTENTS PAGE1.簡(jiǎn)介2.研究熱點(diǎn)3.應(yīng)用4.問(wèn)題和展望Part1耳石是什么？Part 1Part 2Part 3Part 44魚(yú)類耳石的定義？微耳石( lapillus )矢耳石( sagittae)聽(tīng)壺( lagena)橢圓囊(utriculus)球囊(Sacculus) 星耳石(asteriscus)是硬骨魚(yú)類在生長(zhǎng)過(guò)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碳酸鈣,起聲音接收和平衡定向作用。耳石中的輪輪紋紋由于在形成過(guò)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(yú)類個(gè)體生活過(guò)程中豐富的生物一物理一化

2、學(xué)環(huán)境信息,所以,耳石信息分析可以揭示魚(yú)類的生活史生活史及其所經(jīng)歷的環(huán)境環(huán)境變化。變化。Part 1Part 2Part 3Part 45耳石的結(jié)構(gòu)Part 1Part 2Part 3Part 46為什么研究耳石？時(shí)間記錄性空間記錄性成本低優(yōu)點(diǎn) 耳石具有獨(dú)特的時(shí)間和空間反演屬性( 時(shí)間記錄屬 性)。魚(yú)類耳石的生長(zhǎng)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(zhǎng)輪 。從耳石核心到外緣區(qū)的元素組成通常按時(shí)間序列記錄著魚(yú)類從出生到被捕獲時(shí)所經(jīng)歷的不同生境特征。 耳石具有非細(xì)胞性和代謝惰性，即使在饑餓時(shí)也不會(huì)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(duì)采樣困難且無(wú)法標(biāo)志的深海和大洋性魚(yú)類而言，耳石研究可以彌補(bǔ)無(wú)法進(jìn)行生境調(diào)查的缺陷。 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。克服調(diào)查缺陷Part2耳石研究熱點(diǎn)？Part 1Part 2Part 3Part 48研究熱點(diǎn)是什么？分析方法耳石生長(zhǎng)微化學(xué)研究形態(tài)多樣性生長(zhǎng)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Part 1Part 2Part 3Part 49研究主題都有啥？Part3有哪些應(yīng)用？Part 1Part 2Part 3Part 411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)

4、調(diào)查, 選擇12 種常見(jiàn)的餌料魚(yú)類作為研究對(duì)象，分析了每種餌料魚(yú)類的體長(zhǎng)與耳石形態(tài)大小， 并建立回歸方程。多數(shù)魚(yú)種體長(zhǎng)與耳石長(zhǎng)度和寬度的擬合效果要略好于體長(zhǎng)與耳石半徑的擬合效果，而且與耳石半徑相比，耳石的長(zhǎng)度和寬度更容易測(cè)量,，因此在實(shí)際應(yīng)用中,可以通過(guò)測(cè)量耳石的長(zhǎng)度和寬度來(lái)推算餌料魚(yú)類魚(yú)類的體長(zhǎng)的體長(zhǎng)等形態(tài)參數(shù)。另一方面，由于多數(shù)魚(yú)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(zhǎng)度相比，耳石寬度與體長(zhǎng)的回歸方程更加適合于實(shí)際實(shí)際應(yīng)用應(yīng)用。為深入研究高營(yíng)養(yǎng)級(jí)魚(yú)類的攝食生態(tài)和食物網(wǎng)營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力學(xué)提供基礎(chǔ)資料。耳石與魚(yú)類生長(zhǎng)胡貫宇等（2014）根據(jù)2011 年68 月我國(guó)資源探捕船在摩洛哥南

5、部沿岸海域采集的沙丁魚(yú)( Sardina pilchardus) 樣本，測(cè)量其耳石的全長(zhǎng)、寬度、背長(zhǎng)等6 個(gè)外部形態(tài)參數(shù)，利用方差分析研究性成熟性成熟和個(gè)體大小個(gè)體大小對(duì)耳石生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明，性成熟和個(gè)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(zhǎng)。區(qū)又君等（2014）通過(guò)矢耳石日輪對(duì)采自珠江口的黃唇魚(yú) Bahaba flavolabiata 幼魚(yú)進(jìn)行日齡鑒定, 并據(jù)此研究其產(chǎn)卵期和生長(zhǎng)特性。研究結(jié)果表明, 利用耳石日齡來(lái)推算黃唇魚(yú)的產(chǎn)卵期產(chǎn)卵期是可行的，并可據(jù)此推算其特定階段的生長(zhǎng)模型生長(zhǎng)模型。Part 1Part 2Part 3Part 412盧明杰等（2015）利用電子探

6、針微區(qū)分析技術(shù)，對(duì)大遼河口紅狼牙鰕虎魚(yú)( Odontamblyopus rubicundus)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(duì)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(guò)程。推測(cè)大遼河口的紅狼牙鰕虎魚(yú)可能存在3個(gè)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(yú)的孵化和早期生活史生境的多樣性生活史生境的多樣性，反映出其對(duì)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(duì)大遼河口的紅狼牙鰕虎魚(yú)資源評(píng)價(jià)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)

7、資料。微化學(xué)結(jié)構(gòu)分析 生活史Part 1Part 2Part 3Part 413黎雨軒等（2014）通過(guò)設(shè)計(jì)3 個(gè)溫度( 18 、22 、26 ) 3 個(gè)鹽度( 17、25、34) 3 個(gè)鍶( Sr) 元素組( 低、中、高) 來(lái)研究環(huán)境因子對(duì)大黃魚(yú)( Larimichthys crocea) 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(duì)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(duì)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

8、演反演大黃魚(yú)所經(jīng)歷的鹽度史。為大黃魚(yú)野生種群的資源補(bǔ)充和洄游生活史資源補(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(duì)黃海南部野生銀鯧和鮸魚(yú)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(yú)類耳石的之間存在顯著的種間差異。銀鯧耳石比，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(yú)在后期的生長(zhǎng)中需洄游經(jīng)過(guò)兩段高鹽生境（其中之一在第齡時(shí)）。鮸魚(yú)耳石比反映了鮸魚(yú)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(yú)隨后階段的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程則會(huì)洄游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Part 1Part 2Part 3Part 4

9、14王臣等（2014）以人工繁育大麻哈魚(yú)(Oncorhynchus keta)發(fā)眼后胚胎為研究對(duì)象，設(shè)置4 個(gè)茜素紅染料質(zhì)量濃度梯度(10 mg/L, 20mg/L, 40 mg/L, 80 mg/L)和4 個(gè)浸染時(shí)間梯度(8 h, 16 h, 24 h, 32 h)，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(dòng)態(tài)變化， 以期為大麻哈魚(yú)標(biāo)志放流技術(shù)及效果評(píng)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良好標(biāo)記標(biāo)記，在可見(jiàn)光和黃綠激光下均檢測(cè)到標(biāo)記帶。外源標(biāo)記追蹤、放流效果評(píng)估王正鯤等（2015）用茜素絡(luò)合物( ALC) 對(duì)唐魚(yú)( Tanichthys albonube

10、s) 進(jìn)行熒光標(biāo)記，通過(guò)測(cè)定唐魚(yú)耳石的標(biāo)記率、死亡率、SG 和DWG 等指標(biāo)，討論不同濃度ALC 對(duì)唐魚(yú)耳石標(biāo)記效果和對(duì)其生長(zhǎng)和存活的影響，探討應(yīng)用該標(biāo)記技術(shù)追蹤唐魚(yú)野外種群遷移行為的可行性。結(jié)果表明茜素絡(luò)合物對(duì)唐魚(yú)耳石的標(biāo)記能持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，因此可用于追蹤追蹤其生活史過(guò)程、遷移規(guī)律、估算其種群數(shù)量動(dòng)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(yú)耳石上的沉積狀況，結(jié)果表明: 不同濃度Sr2+均在大麻哈魚(yú)耳石上產(chǎn)生明顯的深紅色標(biāo)記環(huán)。檢測(cè)結(jié)果還表明，鍶在大麻哈魚(yú)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(duì)放流標(biāo)記技術(shù)

11、的要求，表明可以利用外源Sr2+對(duì)大麻哈魚(yú)耳石進(jìn)行標(biāo)記外源Sr2+在大麻哈魚(yú)耳石上沉積的特點(diǎn)能很好地吻合對(duì)魚(yú)類放流標(biāo)志的要求，使利用人工控制人工控制在耳石上打上明顯的“鍶標(biāo)記”成為可能Part 1Part 2Part 3Part 415魚(yú)類年齡鑒定劉子俊等（2015）綜述了國(guó)內(nèi)外近50 年來(lái)南極冰魚(yú)年齡與生長(zhǎng)的研究進(jìn)展，概述了南極冰魚(yú)基本分類及其在南極海域的地理分布。在總結(jié)南極冰魚(yú)年齡與生長(zhǎng)研究的基本方法( 包括漁獲物體長(zhǎng)頻度法及鈣化組織分析法等) 的基礎(chǔ)上，著重對(duì)南極冰魚(yú)耳石處理及研究進(jìn)行了歸納，通過(guò)耳石前處理( 直接觀察、燃燒和切割打磨) 和輪紋鑒定等，對(duì)耳石研究中的耳石鑒齡方法、耳石形態(tài)

12、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(zhǎng)作圖，對(duì)耳石重量直接用于確定魚(yú)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(zhǎng)生長(zhǎng)差異大，年齡組間體長(zhǎng)重疊明顯的情況下，各年齡組間耳石重量交叉重疊卻相對(duì)較少，建立魚(yú)類耳石重量與年齡、體長(zhǎng)關(guān)系圖,可幫助驗(yàn)證通過(guò)計(jì)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(gè)體；用耳石重量與年齡關(guān)系估計(jì)的年齡與實(shí)際觀測(cè)年齡無(wú)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(cè)年齡觀測(cè)年齡的準(zhǔn)確性的輔助手段。Part 1Part 2Part 3Part 416魚(yú)類種群

13、識(shí)別孟曉夢(mèng)根據(jù)中國(guó)鱸耳石具體形態(tài)學(xué)特點(diǎn)選取了耳石長(zhǎng)、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(guó)鱸的舟山、福州、廈門(mén)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(guó)近海不同海域的中國(guó)鱸群體具有明顯的地理變異地理變異，初步認(rèn)為前述中國(guó)近海的中國(guó)鱸群體可分為三個(gè)不同的地理種群，即中國(guó)鱸舟山種群、中國(guó)鱸福州-廈門(mén)種群和中國(guó)鱸廣西種群。高永文等（2011）以海魚(yú)和逥遊魚(yú)的具體研究為例，扼要地闡明魚(yú)耳石的氧、碳穩(wěn)定同位素成分研究，特別是18O和13C的關(guān)聯(lián)分析，在魚(yú)群識(shí)別方面的效果和應(yīng)用。與基因分析方法相比，魚(yú)耳石的氧、碳穩(wěn)定同位

14、素方法具有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，一是耳石的微結(jié)構(gòu)能提供魚(yú)類不同生長(zhǎng)階段的時(shí)間序列和細(xì)節(jié)；二是耳石的形成機(jī)制能提供魚(yú)類生活的周圍環(huán)境和歷史信息。因此，魚(yú)耳石中18O和13C的關(guān)聯(lián)分析在魚(yú)群識(shí)別魚(yú)群識(shí)別中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。葉振江（2010）)以耳石長(zhǎng)寬比、側(cè)葉長(zhǎng)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(gè)批次樣品間耳石形態(tài)無(wú)顯著性差異,贛榆群體與呂泅及膠南群體在個(gè)別形態(tài)指標(biāo)上呈顯著性差異,呂泅和膠南群體在各項(xiàng)指標(biāo)均沒(méi)有顯著性差異。因此耳石形態(tài)學(xué)分析是魚(yú)類群體鑒別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(zhǎng)島海域的119尾

15、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(duì)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(yú)魚(yú)種識(shí)別魚(yú)種識(shí)別的有力手段。Part 1Part 2Part 3Part 417杜鳳琴等（2013）利用激光剝蝕等離子質(zhì)譜分析方法，對(duì)2008年采集的太湖小溪港47尾野生鯉魚(yú)中3-4齡的耳石富營(yíng)養(yǎng)化元素和重金屬元素的豐度進(jìn)行了原位測(cè)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(yíng)養(yǎng)化元素和重金屬元素的環(huán)境監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。 研究結(jié)果表明:太湖小溪港鯉魚(yú)微耳石中的磷元素相對(duì)于水體中的

16、磷元素存在強(qiáng)烈的富集效應(yīng)，測(cè)定微耳石的磷含量比直接測(cè)定水體的磷含量更便捷。雖然不同鯉魚(yú)個(gè)體中微耳石對(duì)磷的吸收雖然存在很大差別，但其中的磷含量在相同時(shí)段內(nèi)的變化趨勢(shì)基本一致，因此研究微耳石個(gè)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(yú)星耳石中的磷含量分析結(jié)果，可以對(duì)鯉魚(yú)生活期間的水體磷含量變化趨勢(shì)進(jìn)行初步判斷，對(duì)未來(lái)藍(lán)藻“水華”爆發(fā)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)?；诒狙芯?，鯉魚(yú)耳石可以作為其生活水域富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)化元素與重金屬元素豐度的動(dòng)態(tài)變化及長(zhǎng)時(shí)段監(jiān)測(cè)提供一個(gè)潛在的生命礦物學(xué)方法。環(huán)境污染監(jiān)測(cè)及預(yù)警Part 1Part 2Part 3Part 418湖

17、泊水位王玉嬌等（2014）對(duì)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(shí)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(yú)骨產(chǎn)出的層位和海拔高度, 推斷明朝時(shí)期青海湖的湖面海拔至少達(dá)到3202 m, 經(jīng)計(jì)算當(dāng)時(shí)的湖面面積至少為4480 km2, 比現(xiàn)在大5%左右.Part4存在問(wèn)題和展望？Part 1Part 2Part 3Part 420存在問(wèn)題和展望研究耳石對(duì)精確地了解魚(yú)類的生活史生活史, 確定魚(yú)類的產(chǎn)孵化場(chǎng)產(chǎn)孵化場(chǎng), 掌握魚(yú)類的洄游洄游規(guī)律規(guī)律, 從而對(duì)漁業(yè)資源漁業(yè)資源進(jìn)行合理的管理和利用都有重要意義。傳統(tǒng)耳石形態(tài)傳統(tǒng)耳石形態(tài)分析方法的研分析方法的研究對(duì)象是耳石究對(duì)象是耳石的各個(gè)的各個(gè)測(cè)量性測(cè)量性狀，操作狀，操作不方不方便便和工作量和工作量較較大。大。1耳石耳石生長(zhǎng)輪的形生長(zhǎng)輪的形成機(jī)制和對(duì)其的成機(jī)