不同地理群體少鱗鱚形態(tài)差異比較研究

朱嵐倩，林彥均，楊天燕，袁冬皓，鄭德育，鄭 瑤，高天翔

（浙江海洋大學水產(chǎn)學院，浙江舟山 316022）

少鱗鱚Sillago japonica隸屬于鱸形目Perciforms、鱚科Sillaginidae、鱚屬Sillago，為小型底棲經(jīng)濟魚類。主要棲息于沿岸淺海或河口區(qū)，喜歡沙底質(zhì)環(huán)境，受到驚嚇時立即鉆入沙中，也俗稱“沙丁魚”或“沙鉆”。我國黃渤海、東海、南海海域均產(chǎn)，日本、韓國和菲律賓沿海也有分布[1-2]。近年來，由于過度捕撈和環(huán)境變化等原因，少鱗鱚資源量逐漸減少。為了保護和恢復這一重要漁業(yè)資源，避免過度捕撈造成種質(zhì)衰退，近年來國內(nèi)外學者圍繞其外形特征、生理生態(tài)、繁殖特征、資源管理等領(lǐng)域開展了一系列研究，獲得了許多珍貴的 數(shù)據(jù)資料[3-8]，然而有關(guān)我國沿海不同地理群體少鱗鱚形態(tài)學比較研究卻未見相關(guān)報道。

傳統(tǒng)的形態(tài)分類方法主要包括可數(shù)性狀和可量性狀，這種直觀的形態(tài)差異可以有效鑒定種間及種上水平，但難以區(qū)分種內(nèi)不同地理群體[9]?？蚣軠y定法是利用魚體的形態(tài)坐標點來描述魚體的形態(tài)特征，可以有效的判別魚類群體水平上的形態(tài)差異，使魚類群體形態(tài)學研究變得更加詳盡可靠[10]。本研究選取了舟山、汕頭以及北海共計108尾少鱗鱚，采用傳統(tǒng)的形態(tài)測定和多變量框架量度相結(jié)合的方法，運用聚類分析、主成分分析和單因子方差分析多種分析手段，對上述3個地理群體的少鱗鱚形態(tài)進行比較分析，以期為今后少鱗鱚種質(zhì)資源保護和開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本研究用少鱗鱚樣品于2017年5-11月間分別采自廣西北海、浙江舟山和廣東汕頭近海。所有樣品冰鮮帶回實驗室，經(jīng)過形態(tài)學分類鑒定后挑選外形完整的個體進行形態(tài)學測定，各群體樣本信息詳見表1。

表1 少鱗鱚樣本信息Tab.1 The sample information of S.japonica

1.2 測量方法

采用傳統(tǒng)的外部形態(tài)特征度量法對樣本分別進行可量和可數(shù)性狀的測定，對所有樣品的第一背鰭鰭條、第二背鰭鰭條、臀鰭鰭條、腹鰭鰭條以及胸鰭鰭條等可數(shù)性狀進行直接計數(shù)。選取11個解剖學坐標點（landmark point）構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)（圖1）[11]。其中1-下頜骨最末端；2-吻最前端；3-腹鰭起點；4-頭部有鱗部位的最前端；5-臀鰭起點；6-第一背鰭起點；7-臀鰭最后一枚鰭條的基部；8-第二背鰭起點；9-尾鰭腹部起點；10-第二背鰭基部；11-尾鰭背部起點。

圖1 少鱗鱚框架測量模式圖Fig.1 Drawing for measuring truss network in S.japonica

用電子數(shù)顯游標卡尺、直尺、分規(guī)等測量工具對少鱗鱚樣品的全長、體長等10個傳統(tǒng)可量數(shù)據(jù)和23個框架學形態(tài)指標進行測量，數(shù)值精確到0.01 cm；用電子天平稱取魚體重量，數(shù)值精確到0.1 g。傳統(tǒng)形態(tài)參數(shù)測量要求如下：

1.全長（total length，TL）：從吻的最前端到尾鰭最末端的水平距離；

2.體長（body length，BL）：從吻的最前端到最后一枚具有脈弓的尾椎骨的水平距離；

3.體高（body depth，BD）：魚體垂直方向上的最大距離；

4.頭長（head length，HL）：從吻最前端到鰓蓋骨的最末端的水平距離；

5.吻裂長（snoutcrack length，SCL）：從吻最前端到吻裂最末端的水平距離；

6.眼徑（eye diameter，ED）：眼眶前后之間的水平距離；

7.眼間距（eye interval，EI）：左右兩眼之間的直線距離；

8.尾柄長（caudal pedunclelength，CPL）：從臀鰭基部到最后一枚具有脈弓的尾椎骨的水平距離；

9.尾柄高（caudal peduncle depth，CPD）：尾柄最細部分的垂直距離；

10.體厚（body thickness，BT）：魚體左右兩側(cè)最大的距離。

1.3 數(shù)據(jù)分析

為避免魚體大小差異對形態(tài)學參數(shù)值的影響，使用Microsoft Excel軟件將全部可量數(shù)據(jù)除以體長加以校正。使用SPSS19.0軟件中的單因子方差分析法（One-way Analysis of Variance，ANOVA）和LSD、Tamhane's T2多重比較法對不同種群間少鱗鱚外部形態(tài)特征的顯著性差異進行比較。運用SPSS19.0軟件對少鱗鱚群體的若干個形態(tài)比例參數(shù)進行主成分分析[12]，分別計算各主成分的貢獻率及其累計貢獻率，并進一步采用Microsoft Excel軟件根據(jù)主成分1和主成分2繪制散點圖比較3個少鱗鱚群體的差異性和相似性，確定其形態(tài)分化情況?；诜羌訖?quán)組平均法（Unweighted pair-group method with arithmetic means，UPGMA）對舟山、汕頭、北海3個不同地理的少鱗鱚群體進行聚類分析，構(gòu)建系統(tǒng)關(guān)系樹判別不同群體間親緣關(guān)系遠近。

2 結(jié)果

經(jīng)觀察測定少鱗鱚外部形態(tài)特征如圖2所示，主要為：體細長，略側(cè)扁，體被細小櫛鱗，易脫落。背鰭兩個，第一背鰭由IX～XII硬棘組成；第二背鰭由I硬棘和19～24根軟鰭條組成；臀鰭具有II硬棘和17～25根軟鰭條；胸鰭細長，向后延伸，由11～18根軟鰭條組成；腹鰭呈類三角形，具有V～VII硬棘；尾叉較淺。

圖2 少鱗鱚外部形態(tài)Fig.2 The morphological characters of S.japonica

從各鰭條數(shù)量來看（表2），各群體在鰭條數(shù)量方面存在一定的交叉現(xiàn)象，不能完全分離。從各鰭條數(shù)的平均值上來看，汕頭和北海的少鱗鱚群體與舟山的少鱗鱚群體在第二背鰭數(shù)和臀鰭數(shù)這兩組可數(shù)性狀上存在一定差異，而汕頭和北海少鱗鱚群體之間差異并不明顯。由此可見，相較于汕頭和北海少鱗鱚群體，舟山少鱗鱚群體的鰭條發(fā)生了一定程度的分化。

表2 3個群體少鱗鱚各鰭條數(shù)及平均值（括號內(nèi)）Tab.2 The numbers of fin raysand average values（in blankets）in three S.japonica populations

對3個地理群體少鱗鱚的體高、頭長、吻長等32個形態(tài)特征與體長的比值進行方差齊性檢驗（Homogeneity of variance test）和單因子方差分析（One-way Analysis of Variance）。結(jié)果表明，有 26 個變量具有方差齊性，6個變量不具有方差齊性。在顯著性P＜0.05的情況下，分析結(jié)果表明16個可量性狀的形態(tài)特征變量均存在顯著性差異，見表3。進一步進行兩兩群體間的多重比較，對具有方差齊性的變量運用LSD法，不具方差齊性的變量使用Tamhane's T2法。舟山群體和汕頭群體間有18個（LSD法檢測到13個，Tamhane's T2法檢測到5個）變量存在顯著差異；舟山群體和北海群體間有16個（LSD法檢測到13個，Tamhane's T2法檢測到3個）變量存在顯著差異；汕頭群體和北海群體間有5個（LSD法檢測到5個，Tamhane's T2法檢測到0個）變量存在顯著差異。

對舟山、汕頭、北海3個不同地理群體少鱗鱚的形態(tài)比例進行主成分分析，見表4，以明確影響各少鱗鱚群體在形態(tài)上存在差異的主成分因子。表4結(jié)果顯示主成分1的累積貢獻率為19.401%，根據(jù)主成分矩陣中的主成分載荷值可知，主要取決于體高/體長、尾柄長/體長、尾柄高/體長、1-4/體長、1-6/體長、3-4/體長、3-6/體長、5-6/體長、5-8/體長、7-10/體長、7-11/體長 11個度量指標；主成分 2的累積貢獻率為33.466%，主要取決于吻長/體長、眼徑/體長、5-7/體長、10-11/體長、10-8/體長、5-10/體長、7-8/體長。除此以外其他的成分貢獻率均較低。以上指標表明各少鱗鱚群體形態(tài)上的差異在一定程度上是由軀干上部和尾部的形態(tài)差異所引起的。

根據(jù)主成分1和主成分2繪制舟山、汕頭、北海3個不同地理群體少鱗鱚形態(tài)比例參數(shù)散點圖（圖3），可以直觀地看出，汕頭與北海少鱗鱚群體樣本基本上處于重疊狀態(tài)，表明兩者在外部形態(tài)上差異較小，而舟山群體與這兩者重疊部分較少，二者有一定的形態(tài)分化。

表4 不同地理群體少鱗鱚的主成分分析結(jié)果Tab.4 Principal component analysis results of different geographical populations of S.japonica

圖3 少鱗鱚第一、二主成分散點圖（A舟山，B汕頭，C北海）Fig.3 Scatter plots of scores on the first and second morphological characters in S.japonica（A means Zhoushan,B means Shantou,C means Beihai）

圖4 3個少鱗鱚群體的聚類分析Fig.4 The dendrogram of three S.japonica populations

對3個不同地區(qū)的少鱗鱚群體的形態(tài)度量學數(shù)據(jù)進行聚類分析的結(jié)果如圖4所示，其中1-舟山，2-汕頭，3-北海。結(jié)果表明，3個少鱗鱚群體可分為2組，第一組為汕頭和北海群體，第二組為舟山群體，表明汕頭和北海群體間親緣關(guān)系比較接近，而舟山群體形成一個獨立的聚類分支，該結(jié)果與主成分分析結(jié)果一致。

3 討論

形態(tài)學特征是生物遺傳特性最直觀的外在表現(xiàn)形式，利用表型性狀及形態(tài)學指標差異來檢測物種遺傳變異，是最直接簡單而又基本原始的方法[13]。魚類學研究中傳統(tǒng)形態(tài)學（Traditional morphology）方法側(cè)重于可量和可數(shù)性狀數(shù)據(jù)的測定，通過逐一比較二者的變化來分析魚類不同群體間形態(tài)差異[14]，但該方法測量指標呈二維分布（水平和垂直方向）且多集中在魚體頭部和尾部，各指標間難免相互重疊[15]，無法準確描述魚體形態(tài)特征，并且后期數(shù)據(jù)分析處理過程中指標的篩選也會加劇形態(tài)數(shù)據(jù)的丟失[16]。而多變量形態(tài)度量（Multivariate morphometrics）則是通過在魚體表面選取若干個解剖學同源坐標點（Landmark）將其劃分成不同的結(jié)構(gòu)和功能單元，從多維空間角度采用框架結(jié)構(gòu)（Truss network）法，通過多元分析更為精確的描述魚體外部輪廓特征[17]。目前，該方法已廣泛用于魚類分類鑒定、種群判別和系統(tǒng)發(fā)育等研究領(lǐng)域[18-26]。

本研究運用了多變量形態(tài)度量學輔以傳統(tǒng)形態(tài)學方法，采用可量可數(shù)性狀分析、聚類分析、單因子方差分析以及主成分分析對我國沿海3個少鱗鱚群體（汕頭、舟山、北海）的外部形態(tài)進行比較分析。從可數(shù)性狀分析結(jié)果來看，3個少鱗鱚群體的各鰭條數(shù)目在汕頭和北海群體間差異不大，而舟山群體存在一定變異。形態(tài)學特征是物種多性狀的集合，受遺傳因子和環(huán)境因子的共同影響，是遺傳和環(huán)境、結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控基因綜合作用的結(jié)果。舟山漁場是我國最大的近海漁場，地處長江、錢塘江、甬江等河流的入海交匯區(qū)，東部受臺灣暖流的影響，西部主要受由三江等大陸徑流形成的沿岸水影響，北部還有黃海冷水團的季節(jié)性分布，形成獨特的水文環(huán)境[27]。推測這些獨特的地理環(huán)境條件是導致該海域分布的魚類具有特殊的形態(tài)和遺傳變異的重要原因之一。韓冰等[25]對青島、舟山和廈門黃姑魚Nibea albiflora群體的分解特征和量度特征進行比較分析，方差分析多重比較發(fā)現(xiàn)舟山群體較其他兩群體顯著差異特征數(shù)量更多，懷疑差異的形成與外部環(huán)境因素（鹽度、水溫、洋流、餌料和敵害生物等）存在復雜關(guān)聯(lián)。高天翔等[28]對青島和舟山青鱗小沙丁魚Sardinella zunasi形態(tài)學差異進行了比較研究，發(fā)現(xiàn)兩群體在外形特征和生長速度上均存在一定差異，舟山群體生長速度更迅速，認為這與東海海區(qū)浮游生物量有著密切聯(lián)系。另外，從遺傳學角度來看，GAO Tianxiang，et al[29]對中日韓沿海14個地理群體的346尾少鱗鱚樣本線粒體控制區(qū)（D-loop）序列進行了擴增和比較，通過分析遺傳多樣性組成發(fā)現(xiàn)，舟山群體單倍型多樣性指數(shù)（h）、核苷酸多樣性指數(shù)（л）和平均核苷酸差異數(shù)（k）等參數(shù)值均處于較高水平。該結(jié)果從一定程度上表明舟山群體在環(huán)境和遺傳角度與其他群體存在差異，同樣也支持本研究結(jié)論。

根據(jù)聚類分析、單因子方差分析和主成分分析的結(jié)果，本研究中3個地理少鱗鱚群體在外部形態(tài)上出現(xiàn)了一定程度的分化，且各群體的差異主要集中在體高/體長、尾柄高/體長、下頜骨末端至頭部有鱗部位的最前端/體長、下頜骨末端至第一背鰭起點/體長、腹鰭起點至第一背鰭起點/體長、臀鰭起點至第二背鰭起點/體長6個形態(tài)比例參數(shù)上。聚類分析和主成分結(jié)果表明汕頭和北海少鱗鱚群體的形態(tài)特征比較相似，而與舟山少鱗鱚群體的外部形態(tài)存在顯著差異；主成分分析結(jié)果表明，少鱗鱚群體的外部形態(tài)差異是由魚體軀干上部和尾部決定的；在P＜0.05的顯著性水平下對少鱗鱚群體外部性狀所進行的單因子方差分析結(jié)果表明，除體高、尾柄高、體厚、尾鰭腹部起點至第二背鰭基部、下頜骨末端至頭部有鱗處的前端、下頜骨末端至第一背鰭起點、腹鰭起點至第一背鰭起點、腹鰭起點至第二背鰭起點、臀鰭起點至第二背鰭起點、臀鰭基部至第二背鰭起點、尾鰭腹部起點至第二背鰭起點之外，其余形態(tài)特征均存在顯著性差異，表明3個群體的少鱗鱚在外部形態(tài)上均存在一定差異。

多種分析方法所得結(jié)果基本一致，與地理位置相關(guān)，表明地理分布要素對少鱗鱚外部形態(tài)差異造成一定影響。舟山群體采自于東海，而汕頭與北海群體來源于南海，二處海域水溫條件不同。臺灣海峽作為一道天然地理屏障，隔離了汕頭、北海群體與舟山群體的基因交流。此外，在樣品解剖過程中發(fā)現(xiàn)，汕頭和北海少鱗鱚群體的性腺較舟山群體發(fā)達，這也可能是造成舟山少鱗鱚群體與汕頭、北海少鱗鱚群體存在差異的原因，因此本研究的少鱗鱚樣品的外部形態(tài)差異有可能受樣品大小和采集時間有關(guān)。最后，由于樣本數(shù)量規(guī)模較有限，可能也是造成實驗所得結(jié)果誤差的原因之一，今后的研究中需要增加采樣量、擴大采樣范圍以進一步深入研究。