基于耳石形态、鉴龄及微化学分析重塑次南极电灯鱼生活史过程

发布时间：2020-07-17 15:27

【摘要】：次南极电灯鱼为南大洋中资源量最丰富的灯笼鱼科中的其中一种,由于其巨大的资源量及作为南大洋水域中上层生态系统中的枢纽物种,使得其具有重要的科学研究价值及生态价值。鱼类耳石自鱼类胚胎时期开始形成,随着季节周期性变化而进行沉积,其沉积过程中受水环境、水温等多重因素影响,且无重吸收作用,记录了鱼类完整的生活史过程。因此,耳石不仅可以作为鱼类年龄鉴定的材料,也是分析鱼类生活史过程中所经历的环境特征、反映鱼体的生活环境,有效推测鱼体在生活史过程中的迁移洄游路径。本研究首先利用椭圆傅里叶分析方法对次南极电灯鱼矢耳石外型进行分析,并对耳石外型存的多样性进行分类,初步研究了次南极电灯鱼不同外型轮廓特征。随后利用von Bertalanffy生长方程研究次南极电灯鱼年龄与生长,并利用总吻合率(Total Concordance,TC),变异系数(Coefficient of variation,CV)及平均百分比误差(Average Percentage Error,APE)三个数据量化年龄判读结果的精确性,对已鉴定的年龄进行精确性校验,最后则是利用激光剥蚀电感等离子质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-LCP-MS)对耳石打磨截面进行微化学取样分析,比较了不同样本同一取样点位置微化学成分的差异,以及同一样本不同取样点位置微化学成分的差异。通过研究,主要结论如下:1)根据形态特征将次南极电灯鱼耳石分为4种类型,并采用椭圆傅里叶分析法选取表征耳石类型的77个傅里叶特征系数进行了分析。对4种耳石类型两两比较后发现,具有显著性差异的傅里叶特征系数最多及最少分别占总体的61.0%和28.6%。2)对77个傅里叶系数进行主成分分析,前22个主成分解释了总变异的76.6%;选取了17个傅里叶特征系数进行判别分析,建立判别函数,总体判别率为87.2%。3)4种耳石类型在不同体长及体重的次南极电灯鱼中皆有出现,表明耳石类型具有随机性,且左右耳石类型不一致,表明其左右耳石外形具有差异性。4)4种耳石类型中,I型和II型占总体的72.6%,为次南极电灯鱼耳石的主要形态;III型和IV型占总体的27.4%,为次要形态。5)矢平面表面核心部位凸起,主间沟呈凹陷,打磨时截面轮纹无法同时在同一平面显示。短轴截面轮纹结构不清晰,副轮及假轮等结构较多,影响年龄的读取。长轴截面核心区域明显,且反射光下作为计数的暗带清晰,截面上副轮等影响因素较少,年轮更加容易辨别。6)最终年龄确定时,对应的TC、CV及APE三个量化指标值分别为66.35%、4.98±0.86%以及3.52±0.61%。7)利用von Bertalanffy生长模型拟合生长方程,其结果为L_t=79.3639(1-e-0.4101(t+3.6191)。8)根据核心区Sr:Ca值差异,可将样本分为2类,核心区Sr:Ca值产生差异的原因主要有两种可能一是早期孵化场存在远洋和近海的区别,二是孵化场虽然是在同一海域,但其产卵季节存在差异。而其他各年龄段Sr:Ca值变化趋势则可能是由于跨越海洋锋面的缘故。9)结合ACC系统中的海洋锋面以及各年龄阶段Sr:Ca值的变化趋势,推测次南极电灯鱼产卵场位于亚南极水域(SAZ);而后被涡流携带至孵化场即亚南极水域(SAZ)靠近STF的较暖水域进行孵化;1龄之前跨越SAF迁移至APFZ区域中,2龄左右跨越APF进入南极水域(AZ),3龄及以后的个体均分布于南极水域。产卵后的成鱼与鱼卵具有不同的迁移路径,成鱼向南迁移至南极水域(AZ),而鱼卵则向北迁移至孵化场。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4
【图文】：

南极,电灯,鱼类

图 1-1 次南极电灯鱼Fig. 1-1 Electrona carlsbergi鉴定重要性繁多且生物量丰富，但与其它大洋相比，现的南极鱼类仅 322 种[39]，且大部分为限，但因其具有重要的商业价值和科学研海域鱼类资源商业开发的进行，需要对鱼类年龄的鉴定是合理管理南极鱼类资源种群生物学调查计划（BIOMASS）等项究确定南极鱼类鉴定的可靠方法。鱼类生活史的必要部分，同时也为评价种海洋生物资源的不断研究，南极鱼类作为

示意图,耳石,体重,示意图

-2 耳石轮纹示意图（标准体长=67mm，体重= diagram about otolith ring (Standard length=67mm向外呈环形生长的轮纹所组成，轮纹随表面轮纹的周期性变化看作是年轮标志[切割型、碎裂型和间隙型四种类型。自

南极,鱼鳞,来源

3 隆头南极鱼鳞片（来源：Coggan 等[23]，箭头所指为年 Notothenia gibberifrons (From Coggan et al.[23], Annuli indare growth rings)，Cassia[59]对南乔治亚地区的小鳞南极犬牙鱼(Dkle[60]等对智利油南极鱼(Eleginops maclovinus)进年龄，其它种类的南极鱼由于处于极地极端气候大，利用鳞片鉴定年龄通常会低估真实年龄。目鉴定主要集中在三个方面：一是通过对比耳石年、二是将鳞片读取的数据运用于统计学拟合生长比其它材料开展的年龄鉴定，从而判断鉴龄的准）一种应用广泛的鱼类年龄鉴定材料之一，需要经鳍条（棘）主要的处理方法有锯片法、磨片法和年代以来，较少有单独使用鳍条（棘）对南极鱼

【参考文献】