暗腹雪雞與藏雪雞羽毛顯微結(jié)構(gòu)比較

侯森林，費宜玲，劉大偉，吳邵勇

（1.野生動植物物證技術(shù)國家林業(yè)和草原局重點實驗室，江蘇 南京 210023；2.南京森林警察學院刑事科學技術(shù)學院，江蘇 南京 210023；3.國家林業(yè)局森林公安司法鑒定中心，江蘇 南京 210023）

羽毛作為鳥類最主要的外部特征，是幫助鳥類完成飛翔行為的重要結(jié)構(gòu)，具有觸覺和保護皮膚不受損傷的作用，還能在鳥類身體表面形成隔熱層［1］。鳥類羽毛包括正羽、絨羽和纖羽3種類型，其中正羽主要包括飛羽、尾羽和體羽，正羽由羽軸和羽片組成，羽片由羽枝構(gòu)成，羽枝上有羽小枝和纖毛等結(jié)構(gòu)。掃描電鏡下飛羽和尾羽都具有節(jié)狀羽小枝、有鉤羽小枝、無鉤羽小枝這三種羽小枝結(jié)構(gòu)，并且這三種羽小枝結(jié)構(gòu)各有特征、互有差異［2-3］。我國學者從20世紀90年代起陸續(xù)對鳥類羽毛的顯微結(jié)構(gòu)開展研究工作，內(nèi)容包括絨羽的節(jié)直徑、節(jié)間距，飛羽和尾羽羽小枝上的腹齒、纖毛、羽小鉤等，結(jié)果表明羽毛的某些指標可以作為鳥類種類鑒別依據(jù)［4-7］。羽毛的顯微結(jié)構(gòu)可以作為鳥類種屬鑒定的主要依據(jù)，但是目前鳥類羽毛顯微結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)嚴重不足，為利用羽毛微觀結(jié)構(gòu)鑒定鳥類帶來一定的難度。

暗腹雪雞（Tetraogallus himalayensis）和藏雪雞（Tetraogallus tibetanus）均屬雞形目，雉科，為國家二級重點保護野生動物。暗腹雪雞和藏雪雞因其食用及藥用等價值［8-9］成為不法分子捕殺的對象，對其野外種群的生存產(chǎn)生了一定的威脅。羽毛是鳥類案件現(xiàn)場最容易獲得的證據(jù)，本研究選擇暗腹雪雞與藏雪雞為研究對象，利用掃描電鏡觀察二者飛羽、尾羽和絨羽的顯微結(jié)構(gòu)，如飛羽和尾羽的羽小鉤數(shù)、纖毛數(shù)、腹齒數(shù)以及絨羽的節(jié)直徑和基節(jié)長等顯微指標，找出可用于區(qū)分二者的指標，為二者的鑒定提供依據(jù)，最終為打擊野生動物犯罪提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

研究所用的暗腹雪雞和藏雪雞的飛羽、尾羽及絨羽均取自新疆克州森林公安局向國家林業(yè)局森林公安司法鑒定中心送檢的樣本，所選的樣本均為成體。使用眼科剪在二者的飛羽和尾羽上各剪取羽片4枚，在腹部各拔取絨羽3枚。將羽毛分別放入體積比為1∶1的95%乙醇和乙醚的混合溶液中進行脫脂處理，在浸泡1 h后取出利用無水乙醇溶液進行清洗，自然晾干備用［10］。將處理好的羽毛置于載玻片上，從羽片中分離出羽小枝放置在導電膠上，利用S-3400NⅡ型掃描電鏡觀察二者羽毛的羽小枝形態(tài)并拍照，同時記錄羽小枝上的纖毛數(shù)、羽小鉤數(shù)和腹齒數(shù)等，數(shù)據(jù)各30組。用SPSS22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果用（平均值±標準誤差）表示，顯著性分析采用單因素方差分析，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

飛羽和尾羽由有鉤羽小枝和無鉤羽小枝組成；絨羽的羽軸比較短且不具有羽小鉤，不能形成羽片，主要由節(jié)狀羽小枝構(gòu)成。

2.1 飛羽的結(jié)構(gòu)與分析

暗腹雪雞飛羽羽枝無鉤，羽小枝一側(cè)的羽小枝為扁長形，基柄長度占整支羽小枝長度的一半左右，在羽小枝梢部有3～6個腹齒，每一個腹齒為尖三角狀，且腹齒大小不一（圖1a）。有鉤羽小枝一側(cè)的羽小枝長度與無鉤羽小枝相當，羽小鉤的鉤柄較長，排列緊密，彎曲程度大，羽小鉤都彎曲指向基柄一側(cè)，每一根羽枝上的羽小鉤數(shù)大多為4～8個，為單側(cè)著生；纖毛只著生于基柄下端，為4～6對，對生在羽小枝的兩側(cè)（圖1b）。

藏雪雞飛羽的無鉤羽小枝一側(cè)相鄰羽小枝之間排列緊密。腹齒數(shù)量多為3～5個，腹齒呈鋸齒狀（圖1c）。有鉤羽小枝一側(cè)的羽小鉤為單側(cè)著生，數(shù)量較少為4～7個，前端較鈍；在羽枝的末端部位有3～6對纖毛，纖毛對生于羽枝兩側(cè)，其中一側(cè)纖毛明顯長于另一側(cè)（圖1d）。

圖1 飛羽的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of remiges

記錄暗腹雪雞與藏雪雞飛羽的羽小鉤數(shù)、纖毛數(shù)和腹齒數(shù)數(shù)據(jù)各30組，再利用SPSS22.0軟件對上述數(shù)據(jù)進行差異性分析（表1）。

表1 暗腹雪雞與藏雪雞飛羽羽小枝結(jié)構(gòu)差異比較Tab.1 Comparison on the barbules structure of remiges from T.himalayensis and T.tibetanus

統(tǒng)計分析表明：上述3個因子在暗腹雪雞與藏雪雞間差異均不顯著，故飛羽的有鉤羽小枝的羽小鉤、纖毛和腹齒數(shù)不宜作為二者的鑒別依據(jù)。

2.2 尾羽的結(jié)構(gòu)與分析

暗腹雪雞的尾羽的無鉤羽小枝一側(cè)的羽小枝扁平生長，且小枝排列緊密相互疊壓。腹齒生長于羽小枝末端多為3～6個，呈尖三角狀（圖2a）。有鉤羽小枝一側(cè)的羽小枝排列更為緊密，羽小鉤的彎曲程度不大，并且只向基柄方向彎曲。羽小枝從中部逐漸形成3～7個羽小鉤；纖毛在羽小枝末端形成，纖毛兩側(cè)的長度不等，數(shù)量多為4～7對，且羽小枝末端細長，纖毛對生，長短并無太大區(qū)別（圖2b）。

藏雪雞尾羽的無鉤羽小枝的一側(cè)的羽小枝末端有4～6個形如三角形的腹齒有序排列（圖2c），羽小枝從基部到尖端逐漸變細。有鉤羽小枝一側(cè)著生有4～7個羽小鉤，羽小鉤較短且彎曲不明顯；纖毛數(shù)為5～8對，且纖毛一側(cè)長度明顯長于另一側(cè)（圖2d）。

圖2 尾羽的結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of rectrices

記錄暗腹雪雞與藏雪雞尾羽的羽小鉤數(shù)、纖毛數(shù)和腹齒數(shù)數(shù)據(jù)各30組，進行統(tǒng)計分析（表2），結(jié)果表明：尾羽的纖毛數(shù)和腹齒數(shù)在暗腹雪雞與藏雪雞間差異均極顯著、羽小鉤數(shù)在二者間差異顯著，因此可以利用尾羽的纖毛數(shù)、羽小鉤數(shù)和腹齒數(shù)可作為鑒別暗腹雪雞與藏雪雞的依據(jù)。

表2 暗腹雪雞與藏雪雞尾羽羽小枝結(jié)構(gòu)差異比較Tab.2 Comparison on the barbules structure of rectrices from T.himalayensis and T.tibetanus

2.3 絨羽的結(jié)構(gòu)與分析

暗腹雪雞和藏雪雞絨羽的羽枝之間排列不緊密，均由節(jié)狀羽小枝組成，羽小枝上形成的節(jié)朝向羽小枝的端部，節(jié)部位有多個尖角，由基部到尖部節(jié)直徑逐漸變小（圖3）。

圖3 絨羽的結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of downy feathers

記錄暗腹雪雞與藏雪雞絨羽的節(jié)間距、節(jié)直徑和基節(jié)長數(shù)據(jù)各30組，差異性分析（表3）表明：絨羽羽小枝的節(jié)直徑和基節(jié)長在暗腹雪雞和藏雪雞間差異顯著，而節(jié)間距差異不顯著，因此絨羽節(jié)直徑和基節(jié)長可作為鑒別暗腹雪雞與藏雪雞的依據(jù)。

表3 暗腹雪雞與藏雪雞絨羽結(jié)構(gòu)的差異比較Tab.3 Comparison on the barbules structure of downy feathers from T.himalayensis and T.tibetanus

3 討論

鳥類的飛羽及尾羽的顯微結(jié)構(gòu)對物種的鑒定具有重要的價值，在很多研究中都得到了驗證［11-14］。本研究中暗腹雪雞飛羽的纖毛數(shù)、羽小鉤數(shù)和腹齒數(shù)均較藏雪雞多；尾羽的羽小鉤數(shù)暗腹雪雞較藏雪雞多，而纖毛數(shù)和腹齒數(shù)較藏雪雞少；暗腹雪雞絨羽的節(jié)間距較藏雪雞的長，基節(jié)長和節(jié)直徑較藏雪雞短。尾羽的羽小鉤數(shù)、纖毛數(shù)、腹齒數(shù)，絨羽的節(jié)直徑和基節(jié)長可作為鑒別暗腹雪雞和藏雪雞的依據(jù)，而飛羽的幾個指標不宜作為鑒別二者的依據(jù)，因此利用飛羽很難區(qū)分二者。

在雉科鳥類中飛羽有鉤羽小枝的纖毛均勻排列在羽脈上，背部的纖毛與腹部相比粗細一致但長度稍短；羽小鉤數(shù)量多為4～9個，且羽小鉤較長；在有鉤羽小枝的基部有一層透明薄膜［15］。通過對暗腹雪雞與藏雪雞的微觀結(jié)構(gòu)的實驗結(jié)果分析，暗腹雪雞的飛羽的纖毛數(shù)大多為4～6對，藏雪雞飛羽纖毛數(shù)大多為3～6對，且有鉤羽小枝基部具有透明薄膜，所以同科鳥類的飛羽微觀結(jié)構(gòu)較為相似。

黎紅輝等［16］對20種鳥類絨羽羽小枝的顯微結(jié)構(gòu)研究中發(fā)現(xiàn)，絨羽的節(jié)間距和節(jié)直徑在不同目間存在不同程度的差別，同科不同屬的種類也存在一定的差異，同屬種類除紅腹角雉（Tragopan temminckii）與黃腹角雉（Tragopan caboti）的節(jié)間距有差異外，所研究的其它同屬間其它物種間差異多不顯著，如錦雞屬的白腹錦雞（Chrysolophus amherstiae）和紅腹錦雞（Chrysolophus pictus）、長尾雉屬的白冠長尾雉（Syrmaticus reevesii）和白頸長尾雉（Syrmaticus ellioti）間在節(jié)間距與節(jié)直徑上均無顯著性差異。侯森林［17］對10種隼形目鳥類絨羽的研究中發(fā)現(xiàn)，同科的不同種類絨羽的節(jié)間距、節(jié)直徑除個別種類間無差異外，其它任何2個種類間至少有1個參數(shù)差異顯著或極顯著。蔣敬和周用武［18］在對黃腿漁鸮（Ketupa flavipes）、斑頭鵂鹠（Glaucidium cuculoides）和紅角鸮（Otus scopus）絨羽的研究中發(fā)現(xiàn)三者的節(jié)間距均存在顯著或極顯著的差異。這些研究說明了利用絨羽的顯微結(jié)構(gòu)進行物種鑒定具有一定的可行性，但較為復雜。

本研究中暗腹雪雞絨羽的節(jié)間距（43.9±5.9）μm與同科鵪鶉（Coturnix coturnix）（31.3±1.99）μm和紅腹錦雞（46.9±12.94）μm相比，在數(shù)值上存在一定的差異；藏雪雞的節(jié)間距（42.2±5.65）μm與鵪鶉和紅腹錦雞相比，在數(shù)值上也存在一定的差異。暗腹雪雞絨羽的節(jié)直徑（8.82±1.11）μm與鵪鶉（8.7±1.1）μm差別不大，與紅腹錦雞（9.8±1.87）μm差別較大；藏雪雞的節(jié)直徑（11.07±1.61）μm與鵪鶉和紅腹錦雞在數(shù)值上差別均較大［16］。這些也說明利用絨羽的顯微結(jié)構(gòu)進行物種鑒定需要將多個指標綜合起來考量。

以上分析表明，鳥類的羽毛（包括飛羽、尾羽、絨羽等）的顯微結(jié)構(gòu)在不同的物種間均或多或少的存在差異，可為物種的鑒定提供重要依據(jù)，但羽毛的顯微結(jié)構(gòu)相對較為復雜，需要不斷深入研究，積累相關(guān)的資料，為利用羽毛的顯微結(jié)構(gòu)鑒定物種打下扎實的基礎(chǔ)。