利用Matlab软件进行耳石形态实例研究

以东北水域六种常见鲤科鱼类微耳石为研究对象,利用Matlab软件,从传统形态分析法(I)和椭圆傅立叶轮廓分析法(EFA,Ⅱ)两方面进行形态学分析。对第I类参数进行方差分析和Bayes逐步判别分析及对第Ⅱ类参数进行聚类分析,结果表明,鲤科鱼类微耳石形态不仅具有种间多样性特征,还具有种内相似性特征;结果还表明,自判别的正确率达到了69.9%,主成分分析优化后的第Ⅰ、Ⅱ类参数的综合变量自判别将正判率提升至81.6%,表明微耳石形态对鲤科鱼类物种鉴别具有可行性。     

基于两种形态学方法的柔鱼类耳石判别比较

根据我国鱿钓船2013年6~7月在北太平洋海域采集的柔鱼(Ommastrephes bartramii)和2013年5~10月在东太平洋海域采集的茎柔鱼(Dosidicus gigas)样本,对传统测量法选取的9项形态参数和傅里叶分析法选取的77个傅里叶系数进行判别,比较分析两种方法的判别效果。结果发现,北太平洋柔鱼耳石翼区开口处上端较长且翼区宽大,赤道茎柔鱼翼区开口处下端较长且侧区有突起;而各项参数值也均有显著性差异。主成分分析法结果认为,传统测量法中总长与胴长之比(TSL/ML)和最大宽度与胴长之比(MW/ML)两个主成分的得分较高,散点图有较大重叠;而傅里叶分析的前13个主成分可以解释总变异的70%以上,散点图重叠较少,效果较好。逐步判别分析的结果认为,背区长(DLL)、侧区长(LDL)、翼区宽(WL)、吻区宽(RW)与胴长之比可列入传统测量法的判别函数中,判别正确率为94%;傅里叶分析中的12项傅里叶谐值可列入判别分析,总判别率为99%。总体而言,两种方法的判别正确率均较高,而傅里叶分析法则相对更为有效。本文可为柔鱼类的种类和种群判别研究提供基础参考资料。     

基于椭圆傅里叶变换的鱼类矢耳石和听沟形态识别

为了解鱼类矢耳石和听沟的形态特征,根据2014年3-5月采自我国南海东沙群岛海域103尾圆鲹属鱼类(长体圆鲹Decapterus macrosoma、泰勃圆鲹D.tabl、无斑圆鲹D.kurroides)的矢耳石,进行椭圆傅里叶变换分析。耳石整体形态和听沟形态轮廓经图像处理后解析为椭圆傅里叶描述子,并对耳石整体形态轮廓和听沟形态轮廓重建得到20个谐次。从圆鲹属鱼类的耳石整体形态和听沟形态轮廓分别提取77个椭圆傅里叶描述子系数来进行主成分分析和判别分析。耳石整体形态主成分分析显示,第1主成分和第2主成分分别解释了总变异的41.3%和12.4%;而听沟形态的第1主成分和第2主成分分别解释了总变异的33.8%和30.1%。3种圆鲹属鱼类耳石整体形态的交互检验判别分析成功率为100%、95.7%、100%,听沟形态的交互检验判别分析成功率为96.4%、95.7%、95.8%。研究结果表明,椭圆傅里叶变换分析对圆鲹属鱼类耳石整体形态和听沟形态识别效果显著。     

叶尔羌高原鳅耳石形态探究及群体判别分析

进一步开展叶尔羌高原鳅(Triplophysa yarkandensis)不同地理群体分类判别、探明耳石与鱼类生活史的相关机制,本研究基于耳石形态学和鱼类生态学方法,对叶尔羌河、和田河和塔里木河的734尾叶尔羌高原鳅耳石与鱼体的形态指标进行了统计分析。结果显示,叶尔羌高原鳅耳石较小,左右微耳石形态无显著差异(P>0.05);叶尔羌高原鳅耳石形态指标与体长、体质量呈对数函数关系,R2范围在0.48~0.62;采用鱼体形态学、耳石形态测量法和椭圆傅里叶分析法分别对两两群体进行判别分析,和田河群体与塔里木河群体判别准确率分别为96.0%、61.4%和82.2%,叶尔羌河群体与和田河群体判别准确率分别为93.0%、79.5%和87.9%,叶尔羌河群体与塔里木河群体判别准确率分别为96.5%、77.5%和86.8%。叶尔羌高原鳅耳石形态与鱼体生长的关系极大程度地反映了其个体发育对栖息环境的适应性,且不同地理群体叶尔羌高原鳅耳石形态特征存在显著差异(P<0.05)。本研究将耳石形态学首次应用于叶尔羌高原鳅种群的鉴别分析,为进一步开展高原鳅属进化分类提供参考,为高原渔业种质资源保护提供了科学依据。     

中国沿海蓝点马鲛繁殖群体的耳石形态差异

为阐明中国沿海蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)繁殖群体耳石形态的特异性,科学判定中国沿海蓝点马鲛繁殖群体的种群归属,根据2016—2018年4—6月在莱州湾、海州湾、吕四渔场、象山港、沙埕港等蓝点马鲛产卵场采集的242尾2龄蓝点马鲛成熟个体样本,结合计算出的环率、圆度、椭圆率、矩形趋近率、纵横比、形态因子、半径比和面密度等8个耳石形状指标,运用相似性分析、非参数多维标度分析、相似性百分比分析探讨了耳石形态的群体间差异。结果显示,海州湾和吕四渔场蓝点马鲛繁殖群体的耳石形态不存在显著性差异(P0.05);象山港和沙埕港蓝点马鲛繁殖群体的耳石形态不存在显著性差异(P0.05);渤海、黄海和东海3个海区之间繁殖群体的耳石形态差异均达到了极显著水平(P0.01);半径比、纵横比、面密度和矩形趋近率是对各个繁殖群体组内相似性贡献度较高的耳石形态典型指标;面密度、形态因子和半径比则是对各繁殖群体组间相异性贡献度较高的耳石形态分歧指标。通过逐步判别分析建立了5个蓝点马鲛繁殖群体的判别公式,判别准确率在55.26%～92.59%,综合判别正确率为71.07%。研究结果表明,中国沿海蓝点马鲛繁殖群体之间的耳石形态存在显著差异,渤海、黄海和东海蓝点马鲛繁殖群体的耳石形态呈现出不同的群体特征,存在较高的区分度。     

基于地标点法的九龙江口和珠江口凤鲚和七丝鲚耳石形态学特征比较

为把握珠江口、九龙江口鲚属鱼类凤鲚(Coilia mystus)与七丝鲚(C. grayii)的耳石形态特征,并了解这2种鱼类在不同河口资源群体间的关联性,文章首次引入地标点法研究了耳石形态的地理差异性。选择耳石轮廓上6个地标点和主凹槽上4个地标点并进行地标点法分析。这2个水域的2种鲚属鱼类种间及种内不同群体的判别分析正确率均达100%。其中主凹槽上的地标点相对扭曲贡献率达76.1%,余下23.9%为轮廓上地标点所贡献,说明主凹槽上的地标点位置为形态差异的主要来源,并在耳石种群形态区分中起到较大作用。2种鱼耳石形态的种间差异表现为前者较后者要宽;而种内不同河口群体间的差异表现为珠江的七丝鲚主凹槽较九龙江的更窄,而珠江凤鲚则较九龙江凤鲚的更宽。研究还发现珠江口和九龙江口凤鲚和七丝鲚群体均为互相独立的不同地理群体。     

两种耳石分析法在鲚属种间和种群间识别效果的比较研究

采用耳石传统形态测量法和傅里叶形态分析法,对281尾2龄长江凤鲚(Coilia mystus)和刀鲚(C.nasus)个体的矢耳石形态学作了分析,结果表明,采用传统的耳石形态测量法对凤鲚与刀鲚种间的正判率达90.9%,但2个刀鲚生态型种群之间的判别成功率仅为76.9%。而运用傅里叶耳石形态分析法,凤鲚和刀鲚物种间的识别率高达100%,2个刀鲚生态型间的识别率也提高至86.8%。可见,两种耳石形态分析法对鲚属种间的识别效果均很好,但对种群分析而言,傅里叶形态分析法可以取得更好的识别效果。     

不同群体刀鲚形态差异研究

基于多变量分析法对辽河、大洋河、鸭绿江和太湖的刀鲚(Coilia nasus)地理群体形态学可数性状、可量性状和框架数据,以聚类分析、判别分析、主成分分析三种多元分析法对其进行综合比较。结果显示:聚类分析将鸭绿江和太湖群体聚为一支,说明在形态上两群体较接近;主成分分析发现大洋河、鸭绿江和太湖3个刀鲚群体形态差异发生在背鳍以后的尾部;判别分析建立的判别函数对3个群体内判别准确率均为100%,群体间综合判别准确率为96.74%,有效判别各群体刀鲚归属。3个群体刀鲚在形态上存在差异,主成分分析、判别分析和聚类分析方法能够不同程度区分出它们的形态差异。     

东海和黄海南部近岸海域小黄鱼稚幼鱼耳石元素指纹特征分析

采用LA-ICP-MS分析技术对东海和黄海南部近岸五个海域(芦潮港、象山、三门湾、温岭、吕四)小黄鱼(Larimichthys polyactis)稚幼鱼耳石核区元素指纹进行了测定。运用方差分析方法(MANOVA和ANOVA)检验不同海域小黄鱼群体耳石元素比值的差异显著性,采用线性判别分析(LDFA)方法对不同海域的小黄鱼群体进行了群体属性判别,并运用留一交叉验证法(LOOCV)评估了模型的判别成功率。MANOVA分析结果显示,不同采样点小黄鱼耳石核区的元素比值呈极显著差异(Wilk’s Lambda检验,F4,131=28.00,P0.01)。各元素比值的ANOVA分析结果显示,除了Zn∶Ca呈显著性差异外(P0.05),Li∶Ca、Mg∶Ca、Mn∶Ca、Sr∶Ca、Na∶Ca和Ba∶Ca呈极显著差异(P0.01)。判别分析结果显示,小黄鱼群体的总体判别成功率为70.6%,其中吕四小黄鱼群体的判别成功率最高,为86.2%;温岭最低,为58.3%。黄海南部的吕四小黄鱼群体可以与东海几个群体区分开来,而东海的几个小黄鱼群体难以有效区分。本研究的结果表明基于LA-ICP-MS的耳石元素指纹分析技术能够对不同的鱼类群体进行识别研究,具有广泛的应用前景。     

南海东沙群岛海域圆鲹属鱼类矢耳石的形态特征分析

该研究对采集于中国南海东沙群岛105尾圆鲹属鱼类[长体圆鲹(Decapterus macrosoma)、泰勃圆鲹(D. tabl)、无斑圆鲹(D. kurroides)]的矢耳石形态进行了观察与测定。圆鲹属鱼类矢耳石呈长椭圆形,基叶发达,种间差异明显。长体圆鲹基叶前端略微向下弯曲;泰勃圆鲹耳石背部脊突发育明显,呈锯齿状,基叶前端略宽厚;无斑圆鲹耳石整体轮廓较光滑,翼叶发育不明显。根据形态指标(耳石长、耳石宽、基叶长、基叶宽、耳石质量、耳石面积等)对不同种圆鲹属鱼类(长体圆鲹、泰勃圆鲹、无斑圆鲹)的判别成功率分别为100%、100%、91.7%。研究结果表明矢耳石可作为鉴别圆鲹属鱼类的一种材料。