黑耳鳶羽毛的掃描電鏡觀察

侯森林,費(fèi)宜玲,劉大偉,廖謝茗,劉澤明

1.南京森林警察學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇，南京 210023；2.野生動(dòng)植物物證技術(shù)國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇，南京 210023；3.國(guó)家林業(yè)局森林公安司法鑒定中心，江蘇，南京 210023;4.福建省順昌縣林業(yè)局，福建 順昌 353200

0 引言

黑耳鳶Milvuslineatus屬隼形目Falconiformes，鷹科Accipitridae，國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物.隨著人們生活水平日漸提高，有人會(huì)通過(guò)特殊渠道花高價(jià)買(mǎi)一些鷹來(lái)當(dāng)作寵物飼養(yǎng)，正是因?yàn)橛羞@樣的特殊需要，才使偷獵者鋌而走險(xiǎn)，通過(guò)販賣(mài)黑耳鳶等猛禽來(lái)賺取高額利潤(rùn)，致使黑耳鳶種群數(shù)量不斷下降.據(jù)國(guó)際刑警組織統(tǒng)計(jì)，走私野生動(dòng)物案件成為第三大暴利的違法犯罪活動(dòng)，每年全球涉案金額高達(dá)150億美元[1].

羽毛的顯微結(jié)構(gòu)可為鳥(niǎo)類的種屬鑒定提供科學(xué)參考[2]，自20世紀(jì)90年代開(kāi)始國(guó)內(nèi)學(xué)者就陸續(xù)對(duì)鳥(niǎo)類羽毛的顯微構(gòu)造開(kāi)展了一些研究工作，研究?jī)?nèi)容包括絨羽的節(jié)基長(zhǎng)、節(jié)直徑、節(jié)間距，飛羽、尾羽羽小枝上的腹齒、纖毛、羽小鉤等，研究類群見(jiàn)于雞形目[3]、雀形目[4]、鸮形目[5]和隼形目[6]等.

本研究以黑耳鳶為研究對(duì)象，利用掃描電鏡對(duì)其飛羽、體羽、尾羽和絨羽的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，為黑耳鳶的形態(tài)學(xué)及分類學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料，同時(shí)為利用羽毛對(duì)涉案動(dòng)物進(jìn)行鑒定提供參考依據(jù)，為打擊非法獵捕珍貴瀕危野生動(dòng)物的犯罪行為提供技術(shù)支持與理論支撐，為該類違法犯罪活動(dòng)的定性提供可靠的理論依據(jù).

1 材料與方法

實(shí)驗(yàn)所用的羽毛均來(lái)自國(guó)家林業(yè)局森林司法證鑒定中心送檢樣品，實(shí)驗(yàn)中取初級(jí)飛羽、尾羽和腹部的體羽及絨羽，樣本分別來(lái)自2個(gè)個(gè)體，每個(gè)個(gè)體采集3枚～4枚羽毛，自這些羽毛上共剪取10枚羽片，作為復(fù)合樣本進(jìn)行觀察.

先將實(shí)驗(yàn)用羽毛放入95 % 乙醇與乙醚的混合液(體積比為 1∶1)中脫脂20 min，再用無(wú)水乙醇清洗2 min，取出用濾紙吸干或自然干燥，待用[7].將處理好的羽毛的羽小枝分離開(kāi)，用導(dǎo)電膠帶固定在掃描電鏡樣品臺(tái)上，在小倍率下找到觀察目標(biāo)后，再對(duì)圖像進(jìn)行放大，同時(shí)調(diào)節(jié)圖像的相關(guān)參數(shù)，觀察黑耳鳶體羽、飛羽、絨羽、尾羽的羽小枝的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行拍照固定.每個(gè)部位的鳥(niǎo)羽測(cè)量40組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.結(jié)果用平均值(±)標(biāo)準(zhǔn)差表示.

2 結(jié)果與分析

在掃描電鏡下可觀察到飛羽、體羽和尾羽的羽小枝主要由羽脈、基柄、羽小鉤和纖毛構(gòu)成(圖1)，絨羽主要由節(jié)狀羽小枝組成(圖2).

注：1 基柄Handle of base；2 羽小鉤 Hooked barbule；3 纖毛Cilium；4 羽脈 Veins of feather

2.1 體羽

黑耳鳶體羽羽小枝由有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝組成，有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝生長(zhǎng)在羽枝兩側(cè).有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝與羽枝的夾角相同.

無(wú)鉤羽小枝一側(cè)：羽小枝排列緊密，在羽小枝梢部可觀察到腹齒，腹齒數(shù)量為2個(gè)～4個(gè)，靠近羽枝部分的羽小枝為扁長(zhǎng)形(圖3).

有鉤羽小枝一側(cè)：通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在黑耳鳶體羽的整根羽枝上，基柄長(zhǎng)度由羽枝梢部至根有一定的長(zhǎng)度差距，但是總體上變化不大.根部基柄(圖4)長(zhǎng)度為221.43 ±15.70 μm(205 μm～237 μm)，梢部的基柄(圖5)長(zhǎng)度為196.58±18.82 μm(177 μm～215 μm).羽小鉤生長(zhǎng)在羽小枝的中間部分，數(shù)量為3個(gè)～5個(gè)，纖毛生長(zhǎng)在羽小枝的中間部分和梢部，黑耳鳶體羽羽小枝上的纖毛并非對(duì)生或互生，纖毛只生長(zhǎng)在羽脈的一側(cè)，另一側(cè)無(wú)明顯的纖毛，每枝羽小枝上的纖毛數(shù)量為10根～13根(圖6).

2.2 飛羽

黑耳鳶飛羽羽枝兩側(cè)長(zhǎng)有許多排列整齊且互相平行的羽小枝.羽枝兩側(cè)的羽小枝形態(tài)不同，分為有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝.

有鉤羽小枝一側(cè)：羽小枝扁平狀，排列整齊，基柄長(zhǎng)度占整根羽小枝長(zhǎng)度的一半左右，在同一羽枝上，根部的羽小枝的基柄略長(zhǎng)(圖7)，基柄長(zhǎng)度為227.92±11.37 μm(216 μm～239 μm)，梢部羽小枝基柄的長(zhǎng)度和根部相差不大(圖8).黑耳鳶飛羽上羽小鉤的生長(zhǎng)位置與體羽相同，生長(zhǎng)在羽小枝的中間部分，羽小鉤數(shù)量為4個(gè)～5個(gè)，纖毛的分布方式為大多為互生，少數(shù)對(duì)生(圖9)，纖毛數(shù)量為4對(duì)～5對(duì).相鄰羽小枝結(jié)合緊密.

無(wú)鉤羽小枝一側(cè)：羽小枝為扁長(zhǎng)形，基柄占整個(gè)羽小枝長(zhǎng)度的絕大部分，在羽小枝的梢部有2個(gè)～3個(gè)腹齒，腹齒的大小相差不大(圖10)

所謂外來(lái)手術(shù)器械,指的就是由生產(chǎn)商免費(fèi)提供或者是租借給醫(yī)院,并且可重復(fù)使用的醫(yī)療器械。因其生產(chǎn)成本較高,且不屬于一次性手術(shù)材料,所以會(huì)對(duì)其進(jìn)行重復(fù)使用,這就對(duì)消毒供應(yīng)中心器械管理工作的開(kāi)展提出了新的要求。基于此,探究外來(lái)器械管理的具體流程與有效策略,對(duì)于保障醫(yī)療安全,有效規(guī)避醫(yī)院感染風(fēng)險(xiǎn),有著較高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值與實(shí)踐意義。

圖7 飛羽羽枝根部Fig.7 Bottomofremiges圖8 飛羽羽枝梢部Fig.8 Tipofremiges

2.3 尾羽

尾羽較長(zhǎng)，羽枝兩側(cè)長(zhǎng)有許多羽小枝，分布較為均勻，一邊為無(wú)鉤羽小枝，另一邊為有鉤羽小枝.有鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)度和飛羽、體羽的相比相差不大，尾羽的基柄長(zhǎng)度為220±17.11 μm(203 μm～238 μm).但是羽小枝的整體長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于飛羽和體羽.

有鉤羽小枝一側(cè)：觀察發(fā)現(xiàn)黑耳鳶尾羽羽小枝纖毛數(shù)量較飛羽和體羽相比有明顯的增加，且纖毛對(duì)生，數(shù)量為8對(duì)～11對(duì)(圖11).在羽小枝的中間部分，著生有長(zhǎng)而彎曲、弧度大的羽小鉤，且長(zhǎng)度不等(圖12)，羽小枝上的小鉤數(shù)量與飛羽和體羽相比沒(méi)有明顯的變化，羽小鉤數(shù)量為3個(gè)～5個(gè).

無(wú)鉤羽小枝一側(cè)：羽小枝扁平生長(zhǎng)，且小枝排列緊密相互疊壓.羽小枝梢部生長(zhǎng)有腹齒4個(gè)～6個(gè)，呈鋸齒狀排列(圖13).腹齒的大小存在一定的差異.

圖9 飛羽(纖毛對(duì)生)Fig.9 Remiges(oppositecilia,)圖10 飛羽(纖毛+腹齒)Fig.10 Remiges(cilia+ventraltooth)

圖11 尾羽(纖毛對(duì)生)Fig.11 Rectrices(oppositecilia,)圖12 尾羽(羽小鉤)Fig.12 Rectrices(hookedbarbule)

2.4 絨羽

絨羽廣泛的分布在鳥(niǎo)類的身體上.絨羽的羽軸短，羽小枝細(xì)長(zhǎng)，沒(méi)有羽小鉤，不形成羽片，頂端為細(xì)絲狀的羽枝，羽小枝成絲狀因而整個(gè)羽毛蓬松柔軟有如棉絮，構(gòu)成有效的隔熱層.起到保溫的作用.絨羽沒(méi)有有羽小鉤和纖毛這兩個(gè)結(jié)構(gòu)，不能形成堅(jiān)實(shí)的羽片.每一根羽小枝由節(jié)組成，結(jié)構(gòu)類似竹子，節(jié)略膨大，為節(jié)狀羽小枝(圖14).通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)黑耳鳶絨羽羽小枝梢部的節(jié)點(diǎn)不突出，但在絨羽羽小枝根部可以觀察到明顯的節(jié)(圖15).絨羽節(jié)狀羽小枝的節(jié)直徑和節(jié)間距是鳥(niǎo)類識(shí)別和鑒定的重要依據(jù)之一，掃描電鏡觀察后測(cè)得黑耳鳶絨羽的節(jié)狀羽小枝的節(jié)直徑為6.59±0.93 μm(5 μm～7 μm)，節(jié)間距為81.34±7.91 μm(73 μm～89 μm)，節(jié)基長(zhǎng)為188.27±18.33 μm(170 μm～207 μm).

圖13 尾羽(腹齒)Fig.13 Rectrices(ventraltooth)

圖14 絨羽的顯微結(jié)構(gòu)Fig.14 Microstructureofdowny圖15 絨羽的節(jié)Fig.15 Nodularofdowny

3 討論

鳥(niǎo)類羽毛的微觀結(jié)構(gòu)在不同的鳥(niǎo)類之間具有一定的差異，可為鳥(niǎo)類的鑒定提供依據(jù)[8，9].

本研究中黑耳鳶絨羽節(jié)狀羽小枝的節(jié)間距為81.34±7.91 μm，較黑翅鳶Elanuscaeruleus(86.62±3.46 μm)[10]、林雕Ictinaetusmalayensis(84.55 ±11.46 μm)[11]以及胡兀鷲Gypaetusbarbatus(87.48 ±5.62 μm)的略小，略大于蛇雕Spilornischeela(76.99 ± 11.46 μm)，但是遠(yuǎn)大于同科的蒼鷹Accipitergentilis(54.40 ± 6.60 μm)、雀鷹Accipiternisus(58.73 ± 7.18 μm)、松雀鷹Accipitervirgatus(55.17 ± 6.85 μm)[12]以及同屬的紅隼Falcotinnunculus(51.8 ± 5.56 μm)[13]、較不同目的白腹鶇Turduspallidus(48.87 ±5.17 μm)、普通翠鳥(niǎo)Alcedoatthis(44.02 ±5.93 μm)大很多[9]，說(shuō)明絨羽羽小枝的節(jié)間距可以為上述物種的鑒別提供參考，特別是那些差別較大的物種.

黑耳鳶的飛羽羽小鉤數(shù)目是4個(gè)～5個(gè)，與蒼鷹、雀鷹相同；但纖毛數(shù)有差別，黑耳鳶為4對(duì)～5對(duì)，蒼鷹為9對(duì)～12對(duì)、雀鷹5對(duì)～7對(duì)；羽小鉤數(shù)較金雕、胡兀鷲的是5個(gè)～7個(gè)少，纖毛數(shù)較金雕(9對(duì)～11對(duì))、胡兀鷲(7對(duì)～12對(duì))的也少[14]；羽小鉤數(shù)多于蛇雕(3個(gè)～5個(gè))[14]、紅隼(3個(gè)～4個(gè))[15]；但纖毛數(shù)少于蛇雕(5對(duì)～9對(duì))[14]、紅隼(9對(duì)～15對(duì))[15].

黑耳鳶尾羽羽小鉤數(shù)量為3個(gè)～5個(gè)，與紅隼(3個(gè)～5個(gè))、雀鷹(3個(gè)～5個(gè))、蛇雕(4個(gè)～6個(gè))、蒼鷹(4個(gè)～6個(gè))相同或相近，與金雕 (6個(gè)～7個(gè))、胡兀鷲(5個(gè)～8個(gè))存在較大差異；黑耳鳶尾羽纖毛數(shù)量為8對(duì)～11對(duì)，與紅隼(8對(duì)～10對(duì))、金雕(9對(duì)～11對(duì))、蛇雕(8對(duì)～11對(duì))、蒼鷹(10對(duì)～12對(duì))、胡兀鷲(7對(duì)～11對(duì))均有交叉，但多于雀鷹(5對(duì)～7對(duì))[16].

黑耳鳶體羽的羽小鉤數(shù)量為3個(gè)～5個(gè)，與紅隼(2個(gè)～3個(gè))存在差異，與金雕(3個(gè)～4個(gè))、蛇雕 (3個(gè))、蒼鷹(3個(gè)～4個(gè))、雀鷹(3個(gè))相近；黑耳鳶纖毛數(shù)量為5對(duì)～7對(duì)，與紅隼(4對(duì)～6對(duì))、蛇雕(6對(duì)～7對(duì))相近，與金雕(7對(duì)～10對(duì))，蒼鷹(6對(duì)～10對(duì))、雀鷹(4對(duì)～5對(duì))存在一定差異[6].

以上比較分析說(shuō)明：絨羽的節(jié)間距、節(jié)直徑以及飛羽、體羽、尾羽上的纖毛數(shù)、羽小鉤數(shù)等指標(biāo)可為物種的鑒定提供依據(jù)，實(shí)際鑒定中需要綜合考慮以上各個(gè)指標(biāo).

各類羽毛的顯微結(jié)構(gòu)存在一定差異，主要是因?yàn)楦黝愑鹈珗?zhí)行的功能不同.飛羽纖毛大多為互生，極少為對(duì)生，羽小枝排列非常緊密，相鄰的有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝相互勾連形成堅(jiān)實(shí)的羽片，以此來(lái)保證黑耳鳶能夠完成飛翔行為；尾羽纖毛對(duì)生，尾羽羽小枝排列沒(méi)有飛羽那樣緊密，但尾羽的羽枝和羽小枝的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于體羽，較長(zhǎng)的羽枝結(jié)構(gòu)可以幫助黑耳鳶在飛翔時(shí)調(diào)整方向、改變飛行速度以及維持身體的平衡；體羽纖毛并非對(duì)生或互生，體羽的一側(cè)纖毛長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而另一側(cè)無(wú)明顯的纖毛，這樣的結(jié)構(gòu)可以保證鳥(niǎo)類身體呈流線型，減少飛翔時(shí)的阻力；絨羽的羽軸短，羽小枝細(xì)長(zhǎng)，每一根羽小枝由節(jié)組成，結(jié)構(gòu)類似竹子，為節(jié)狀羽小枝.羽小枝上沒(méi)有羽小鉤和纖毛，整個(gè)羽毛蓬松柔軟，形成有效的隔熱層，起到保溫的作用.