鱼类耳石研究及应用进展

1、鱼类耳石研究和应用进展汇报人：李晓莉2015级海洋生物学硕士目录页CONTENTS PAGE1.简介2.研究热点3.应用4.问题和展望Part1耳石是什么？Part 1Part 2Part 3Part 44鱼类耳石的定义？微耳石( lapillus )矢耳石( sagittae)听壶( lagena)椭圆囊(utriculus)球囊(Sacculus) 星耳石(asteriscus)是硬骨鱼类在生长过程中沉积在内耳的膜迷路内的结石,主要矿物成分是碳酸钙碳酸钙,起声音接收和平衡定向作用。耳石中的轮轮纹纹由于在形成过程中其轮纹形态结构与化学组成相当稳定,记录了鱼类个体生活过程中丰富的生物一物理一化

2、学环境信息,所以,耳石信息分析可以揭示鱼类的生活史生活史及其所经历的环境环境变化。变化。Part 1Part 2Part 3Part 45耳石的结构Part 1Part 2Part 3Part 46为什么研究耳石？时间记录性空间记录性成本低优点 耳石具有独特的时间和空间反演属性( 时间记录属 性)。鱼类耳石的生长始于生命初期胚胎的形成，围绕着耳石核心每日沉积，发育构成宽窄交互的生长轮 。从耳石核心到外缘区的元素组成通常按时间序列记录着鱼类从出生到被捕获时所经历的不同生境特征。 耳石具有非细胞性和代谢惰性，即使在饥饿时也不会发生重吸收，沉积在耳石中的生境元素能永久性保存，体现出很好的空间记录属性

3、。 对采样困难且无法标志的深海和大洋性鱼类而言，耳石研究可以弥补无法进行生境调查的缺陷。 耳石样品容易获取，总体费用可低于其他大规模标记的研究。克服调查缺陷Part2耳石研究热点？Part 1Part 2Part 3Part 48研究热点是什么？分析方法耳石生长微化学研究形态多样性生长轮日轮年轮元素指纹分析 Sr/Ca值同位素分析 C/O其他痕量及多元素组合分析Part 1Part 2Part 3Part 49研究主题都有啥？Part3有哪些应用？Part 1Part 2Part 3Part 411麻秋云等（2013）根据2008 年11 月至2009 年8 月在胶州湾海域进行的逐月定点底拖网

4、调查, 选择12 种常见的饵料鱼类作为研究对象，分析了每种饵料鱼类的体长与耳石形态大小， 并建立回归方程。多数鱼种体长与耳石长度和宽度的拟合效果要略好于体长与耳石半径的拟合效果，而且与耳石半径相比，耳石的长度和宽度更容易测量,，因此在实际应用中,可以通过测量耳石的长度和宽度来推算饵料鱼类鱼类的体长的体长等形态参数。另一方面，由于多数鱼类的耳石比较脆, 尤其是耳石的两端更容易破损，因此与耳石长度相比，耳石宽度与体长的回归方程更加适合于实际实际应用应用。为深入研究高营养级鱼类的摄食生态和食物网营养动力学提供基础资料。耳石与鱼类生长胡贯宇等（2014）根据2011 年68 月我国资源探捕船在摩洛哥南

5、部沿岸海域采集的沙丁鱼( Sardina pilchardus) 样本，测量其耳石的全长、宽度、背长等6 个外部形态参数，利用方差分析研究性成熟性成熟和个体大小个体大小对耳石生长的影响。研究结果表明，性成熟和个体大小与耳石外部形态参数有一定的关系，并影响耳石的生长。区又君等（2014）通过矢耳石日轮对采自珠江口的黄唇鱼 Bahaba flavolabiata 幼鱼进行日龄鉴定, 并据此研究其产卵期和生长特性。研究结果表明, 利用耳石日龄来推算黄唇鱼的产卵期产卵期是可行的，并可据此推算其特定阶段的生长模型生长模型。Part 1Part 2Part 3Part 412卢明杰等（2015）利用电子探

6、针微区分析技术，对大辽河口红狼牙鰕虎鱼( Odontamblyopus rubicundus)的耳石进行了锶和钙元素微化学研究。耳石锶含量面分布结果直观地显示，自核心到边缘区域中对应于淡水( 蓝色) 、半咸水( 绿色) 、海水( 黄红色) 生境不同颜色同心环轮的变化过程。推测大辽河口的红狼牙鰕虎鱼可能存在3个生活史类型( 淡水孵化、半咸水孵化和海水孵化) 。结果表明了大辽河口红狼牙鰕虎鱼的孵化和早期生活史生境的多样性生活史生境的多样性，反映出其对各种盐度水体环境的高度适应性，另外，也显示出大辽河口是其混栖的水域，为以后对大辽河口的红狼牙鰕虎鱼资源评价及其人工繁殖等应用技术的实施提供了基础生物学

7、资料。微化学结构分析 生活史Part 1Part 2Part 3Part 413黎雨轩等（2014）通过设计3 个温度( 18 、22 、26 ) 3 个盐度( 17、25、34) 3 个锶( Sr) 元素组( 低、中、高) 来研究环境因子对大黄鱼( Larimichthys crocea) 耳石中钡( Ba) 元素沉积的影响。研究结果表明: 温度、盐度和锶元素含量对耳石钡分配系数具有显著的影响，盐度的影响最大，锶元素的影响其次，温度的影响最小，温度和盐度对耳石钡分配系数具有显著的交互作用。所有试验组中耳石Ba /Ca 值均随着盐度的增加而降低，根据盐度与耳石Ba /Ca 值的定量关系就可以反

8、演反演大黄鱼所经历的盐度史。为大黄鱼野生种群的资源补充和洄游生活史资源补充和洄游生活史研究提供理论依据。熊瑛等（2015）利用电子显微探针元素分析技术（EPMA）对黄海南部野生银鲳和鮸鱼的耳石进行了锶和钙沉积特征的初步分析。定量线分析结果表明，两种鱼类耳石的之间存在显著的种间差异。银鲳耳石比，银鲳孵化和早期发育应需要盐度适中的生境，当龄鱼在后期的生长中需洄游经过两段高盐生境（其中之一在第龄时）。鮸鱼耳石比反映了鮸鱼孵化及初期发育阶段可能生活在高盐度生境，而当龄鱼随后阶段的生长和发育过程则会洄游洄游至盐度有所降低的生境中进行。微化学结构分析 生活史Part 1Part 2Part 3Part 4

9、14王臣等（2014）以人工繁育大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)发眼后胚胎为研究对象，设置4 个茜素红染料质量浓度梯度(10 mg/L, 20mg/L, 40 mg/L, 80 mg/L)和4 个浸染时间梯度(8 h, 16 h, 24 h, 32 h)，分析茜素红染料在耳石上的沉积情况，以及不同暂养天数的动态变化， 以期为大麻哈鱼标志放流技术及效果评估提供基础参考。结果表明，茜素红在矢耳石和微耳石上都能形成良好良好标记标记，在可见光和黄绿激光下均检测到标记带。外源标记追踪、放流效果评估王正鲲等（2015）用茜素络合物( ALC) 对唐鱼( Tanichthys albonube

10、s) 进行荧光标记，通过测定唐鱼耳石的标记率、死亡率、SG 和DWG 等指标，讨论不同浓度ALC 对唐鱼耳石标记效果和对其生长和存活的影响，探讨应用该标记技术追踪唐鱼野外种群迁移行为的可行性。结果表明茜素络合物对唐鱼耳石的标记能持续较长时间，因此可用于追踪追踪其生活史过程、迁移规律、估算其种群数量动态等研究。王臣等（2015）利用电子显微探针技术( EPMA) 探明外源Sr2+在大麻哈鱼耳石上的沉积状况，结果表明: 不同浓度Sr2+均在大麻哈鱼耳石上产生明显的深红色标记环。检测结果还表明，锶在大麻哈鱼耳石上的沉积是逐渐进行的，有明显的滞后现象，高峰后能恢复到正常水平 这些特点符合对放流标记技术

11、的要求，表明可以利用外源Sr2+对大麻哈鱼耳石进行标记外源Sr2+在大麻哈鱼耳石上沉积的特点能很好地吻合对鱼类放流标志的要求，使利用人工控制人工控制在耳石上打上明显的“锶标记”成为可能Part 1Part 2Part 3Part 415鱼类年龄鉴定刘子俊等（2015）综述了国内外近50 年来南极冰鱼年龄与生长的研究进展，概述了南极冰鱼基本分类及其在南极海域的地理分布。在总结南极冰鱼年龄与生长研究的基本方法( 包括渔获物体长频度法及钙化组织分析法等) 的基础上，着重对南极冰鱼耳石处理及研究进行了归纳，通过耳石前处理( 直接观察、燃烧和切割打磨) 和轮纹鉴定等，对耳石研究中的耳石鉴龄方法、耳石形态

12、学及耳石日轮等做了总结。沈建忠等（2002）按年龄组以耳石重量与相应的体长作图，对耳石重量直接用于确定鱼类年龄的可能性作了分析和探讨。本研究表明，鲫耳石重量与年龄高度相关，即使在年龄组内体长生长差异大，年龄组间体长重叠明显的情况下，各年龄组间耳石重量交叉重叠却相对较少，建立鱼类耳石重量与年龄、体长关系图,可帮助验证通过计数钙化组织上年轮确定年龄的可靠性；而分析耳石重量频率分布可分离大小相似而年龄不同的个体；用耳石重量与年龄关系估计的年龄与实际观测年龄无显著差异。因而认为，耳石重量可作为验证钙化组织上观测年龄观测年龄的准确性的辅助手段。Part 1Part 2Part 3Part 416鱼类种群

13、识别孟晓梦根据中国鲈耳石具体形态学特点选取了耳石长、宽等 10 种量度指标，并以相互之间的比例作为形态学比较参数，比较了日本花鲈、中国鲈的舟山、福州、厦门和广西近海群体，共 101 尾样本的耳石的形态学特征。根据耳石形态学分析的结果，中国近海不同海域的中国鲈群体具有明显的地理变异地理变异，初步认为前述中国近海的中国鲈群体可分为三个不同的地理种群，即中国鲈舟山种群、中国鲈福州-厦门种群和中国鲈广西种群。高永文等（2011）以海鱼和逥遊鱼的具体研究为例，扼要地阐明鱼耳石的氧、碳稳定同位素成分研究，特别是18O和13C的关联分析，在鱼群识别方面的效果和应用。与基因分析方法相比，鱼耳石的氧、碳稳定同位

14、素方法具有两个显著的优点，一是耳石的微结构能提供鱼类不同生长阶段的时间序列和细节；二是耳石的形成机制能提供鱼类生活的周围环境和历史信息。因此，鱼耳石中18O和13C的关联分析在鱼群识别鱼群识别中发挥着独特的作用。叶振江（2010）)以耳石长宽比、侧叶长度比等具体形态学分析参数,比较了黄海蓝点马鱿不同群体间耳石的形态学特征。结果表明,吕泅三个批次样品间耳石形态无显著性差异,赣榆群体与吕泅及胶南群体在个别形态指标上呈显著性差异,吕泅和胶南群体在各项指标均没有显著性差异。因此耳石形态学分析是鱼类群体鉴别群体鉴别的有效手段。利用2006年4月和2008年10月分别采自南海北部湾和渤海长岛海域的119尾

15、细条天竺酮和57尾黑鳃天竺酮标本，研究了两种天竺鳃耳石形态的差异。结果表明利用耳石形态学特征变量对两种天竺酮的判别分析成功率分别高达82.5%和88.2%,显示耳石形态学分析是天竺鱼鱼种识别鱼种识别的有力手段。Part 1Part 2Part 3Part 417杜凤琴等（2013）利用激光剥蚀等离子质谱分析方法，对2008年采集的太湖小溪港47尾野生鲤鱼中3-4龄的耳石富营养化元素和重金属元素的丰度进行了原位测试分析;并与2005-2008年太湖小溪港水域距水面1.50m深水体中富营养化元素和重金属元素的环境监测历史数据进行对比分析。 研究结果表明:太湖小溪港鲤鱼微耳石中的磷元素相对于水体中的

16、磷元素存在强烈的富集效应，测定微耳石的磷含量比直接测定水体的磷含量更便捷。虽然不同鲤鱼个体中微耳石对磷的吸收虽然存在很大差别，但其中的磷含量在相同时段内的变化趋势基本一致，因此研究微耳石个体中磷含量变化与水体磷含量变化的相关性是可行的。利用鲤鱼星耳石中的磷含量分析结果，可以对鲤鱼生活期间的水体磷含量变化趋势进行初步判断，对未来蓝藻“水华”爆发进行预警预报。基于本研究，鲤鱼耳石可以作为其生活水域富营养化状况和重金属污染的环境指示标型，为湖泊水质中富营养化元素与重金属元素丰度的动态变化及长时段监测提供一个潜在的生命矿物学方法。环境污染监测及预警Part 1Part 2Part 3Part 418湖

17、泊水位王玉娇等（2014）对青海湖裸鲤古代微耳石进行微化学分析，结果表明, 古代微耳石的Mg/Ca 比值和18O 值均明显高于现代微耳石。反映了明朝时青海湖裸鲤生活的水体具有比现代青海湖高得多的Mg/Ca 和18O值, 这是与大湖隔离后强烈蒸发浓缩的结果。 根据裸鲤鱼骨产出的层位和海拔高度, 推断明朝时期青海湖的湖面海拔至少达到3202 m, 经计算当时的湖面面积至少为4480 km2, 比现在大5%左右.Part4存在问题和展望？Part 1Part 2Part 3Part 420存在问题和展望研究耳石对精确地了解鱼类的生活史生活史, 确定鱼类的产孵化场产孵化场, 掌握鱼类的洄游洄游规律规律, 从而对渔业资源渔业资源进行合理的管理和利用都有重要意义。传统耳石形态传统耳石形态分析方法的研分析方法的研究对象是耳石究对象是耳石的各个的各个测量性测量性状，操作状，操作不方不方便便和工作量和工作量较较大。大。1耳石耳石生长轮的形生长轮的形成机制和对其的成机