刀鲚胸鳍条和耳石微化学“指纹”相似性研究

耳石微化学被广泛应用于鱼类洄游生态学研究,但耳石的摘取难免会造成鱼的死亡和损伤,故寻找可以快捷、非致死地替代耳石进行微化学分析的材料很有意义。为此,本研究比较了刀鲚(Coilia nasus)胸鳍条和耳石微化学的相似性特征。耳石的锶钙比值(Sr/Ca)和Sr含量图谱分型结果分别很好地对应了所研究的洄游型、淡水定居型和陆封型的典型个体。胸鳍条微化学结果显示,湖鲚和短颌鲚2类个体呈现出稳定的低Sr/Ca值?(1.38±0.52)~(2.04±0.74)和(1.40±0.32)~(1.81±0.66)?与刀鲚胸鳍条生活史第一阶段的特征相吻合?(2.06±0.64)~(2.26±0.29)?,这些均反映了淡水生境“指纹”的特征。刀鲚胸鳍条Sr含量图谱和耳石相似,自核心至边缘可分为明显的3个阶段,分别对应于面分布图上自核心至边缘的蓝色、绿色、蓝色之间微化学“指纹”的变化。由此可见,刀鲚胸鳍条可以作为耳石的非致死、低损伤的代替材料,用于刀鲚洄游习性、生境履历等研究。同时,由于胸鳍条具有取样和前处理的优势,在其他鱼类资源或标志放流评价研究时,可以考虑以胸鳍条代替耳石来开展研究。     

南海中部海域渔业资源时空分布和资源量的水声学评估

文章通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)测量南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)耳石微量元素浓度,分析鸢乌贼耳石微量元素组成及与钙(Ca)元素比值的变化,探讨其存在的差异和与栖息环境之间的关系。结果表明,鸢乌贼耳石主要微量元素为Ca、锶(Sr)、钠(Na)、铁(Fe)、钡(Ba)、锰(Mn)。方差分析表明,鸢乌贼中型群和微型群及其性别间耳石微量元素浓度差异不显著(P>0.05)。除Fe/Ca外,不同耳石区域微量元素浓度与Ca比值存在显著性差异(P<0.01)。核心区Sr/Ca最高,随后逐渐降低,不同产卵群体和地理区域耳石Sr/Ca无显著差异(P>0.05)。幼体期Sr/Ca与温度呈正相关性,与盐度呈负相关性,可以作为良好的温度指标。Na/Ca先增大后减小,暗区最高,核心区和后核心区Na/Ca在不同产卵群体间差异显著(P<0.01)。Mn/Ca和Ba/Ca先减小后增大,暗区最低,随后分别在边缘区和外围区增大。成体期耳石Ba/Ca与盐度呈正相关,可以作为垂直移动的指标。Fe/Ca在不同产卵群体和地理区域中差异显著(P<0.01)。分析认为,Na/Ca和Fe/Ca较为适合研究南海鸢乌贼不同群体的划分,Sr/Ca和Ba/Ca可用于推测鸢乌贼的栖息环境。

     

基于耳石微化学特征甄别黑鲷放流群体和野生群体的初步研究

基于耳石微化学特征研究甄别黑鲷(Sparus macrocephalus)放流群体和野生群体的可行性,并根据该特征对象山港捕获的黑鲷成鱼进行了群体判别。研究结果显示,向天然海水中加入适当淡水后形成养殖海水,养殖海水的Ba离子浓度显著高于天然海水(P<0.05);养殖黑鲷的耳石核心位置的Ba/Ca比值(C)、全耳石Ba/Ca比值■及Ba元素变异系数(CVI)均显著高于野生黑鲷(P<0.05)。耳石上的Ba/Ca比值可作为识别养殖黑鲷和野生黑鲷的微化学标志。以此为标志对象山港捕获的20尾黑鲷成鱼进行群体判别,结果表明2尾黑鲷为放流群体。     

南海鸢乌贼耳石微量元素差异性分析

文章通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)测量南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)耳石微量元素浓度,分析鸢乌贼耳石微量元素组成及与钙(Ca)元素比值的变化,探讨其存在的差异和与栖息环境之间的关系。结果表明,鸢乌贼耳石主要微量元素为Ca、锶(Sr)、钠(Na)、铁(Fe)、钡(Ba)、锰(Mn)。方差分析表明,鸢乌贼中型群和微型群及其性别间耳石微量元素浓度差异不显著(P0.05)。除Fe/Ca外,不同耳石区域微量元素浓度与Ca比值存在显著性差异(P0.01)。核心区Sr/Ca最高,随后逐渐降低,不同产卵群体和地理区域耳石Sr/Ca无显著差异(P0.05)。幼体期Sr/Ca与温度呈正相关性,与盐度呈负相关性,可以作为良好的温度指标。Na/Ca先增大后减小,暗区最高,核心区和后核心区Na/Ca在不同产卵群体间差异显著(P0.01)。Mn/Ca和Ba/Ca先减小后增大,暗区最低,随后分别在边缘区和外围区增大。成体期耳石Ba/Ca与盐度呈正相关,可以作为垂直移动的指标。Fe/Ca在不同产卵群体和地理区域中差异显著(P0.01)。分析认为,Na/Ca和Fe/Ca较为适合研究南海鸢乌贼不同群体的划分,Sr/Ca和Ba/Ca可用于推测鸢乌贼的栖息环境。     

环境因子对大黄鱼耳石锶元素富积的影响

通过设计3个温度(18℃、22℃、26℃)×3个盐度(17、25、34)×3个锶元素组(1x、2x、3x)来研究环境因子对大黄鱼(Larimichthys crocea)耳石中锶元素沉积的影响。结果表明:不同温度条件下,耳石中Sr/Ca值与海水中的Sr/Ca值均呈线性关系;温度和盐度对耳石锶分配系数均具有显著的促进作用;锶元素浓度对耳石锶分配系数具有显著的抑制作用;影响耳石Sr/Ca值的环境因子中,海水Sr/Ca值的影响最大,温度的影响其次,盐度的影响最小;温度、盐度和锶元素浓度差异较大时,对耳石锶分配系数都具有显著的交互作用;在没有添加锶元素的实验组(低锶组)中,温度(18℃和26℃)和盐度(17和34)对耳石锶分配系数具有显著的交互作用;水温较高(26℃)时,锶元素浓度和盐度对耳石锶分配系数具有显著的交互作用。     

环境因子对大黄鱼耳石钡元素富积的影响

通过设计3个温度(18℃、22℃、26℃)×3个盐度(17、25、34)×3个锶(Sr)元素组(低、中、高)来研究环境因子对大黄鱼(Larimichthys crocea)耳石中钡(Ba)元素沉积的影响。研究结果表明:温度、盐度和锶元素含量对耳石钡分配系数具有显著的影响,盐度的影响最大,锶元素的影响其次,温度的影响最小,温度和盐度对耳石钡分配系数具有显著的交互作用。在所有试验组中,耳石钡分配系数均随着盐度的增加而增加,随着水中Ba/Ca值的增加而减少,而耳石Ba/Ca值随着水中Ba/Ca值的增加而增加。盐度是影响大黄鱼耳石Ba/Ca值的主要因素,温度和锶元素的影响都很小,盐度对耳石Ba/Ca值的影响主要是因为水中Ba/Ca值随盐度的降低而增加。所有试验组中耳石Ba/Ca值均随着盐度的增加而降低,根据盐度与耳石Ba/Ca值的定量关系就可以反演大黄鱼所经历的盐度史。     

信江发现溯河洄游型刀鲚的实证研究

利用电子探针微区分析技术,对2014年8月1日采自江西省余干县瑞洪镇信江(鄱阳湖水系五大河流之一)江段的刀鲚(Coilia nasus)的矢耳石进行了锶和钙的微化学分析研究。元素定量线分析表明,样品的锶钙比值(Sr/Ca×103)波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(Sr/Ca×1033),而且出现了对应于海水生活的高值(3Sr/Ca×1037),显示出其典型的溯河洄游特征。耳石Sr含量的面分析结果与之相同,均具有对应淡水生活的低值(蓝色)区域和海水生活的高值(绿色)区域。这两种耳石微化学类型首次直观地证实,目前距长江河口约1000 km的信江中存在洄游型刀鲚。     

哥斯达黎加外海茎柔鱼耳石的微量元素

实验通过激光剥蚀电感等离子质谱法分析哥斯达黎加外海茎柔鱼耳石的微量元素,了解其微量元素组成及其与表温关系,推测其不同生活史阶段的栖息环境.结果表明,茎柔鱼耳石含有54种元素,其中Ca、Na和Sr为主要元素.总体耳石Sr/Ca大于太平洋褶柔鱼、巴塔哥尼亚枪乌贼和黵乌贼.胚胎期耳石Sr/Ca最高,随着年龄增加而下降.Sr/Ca与表温呈反比例关系.不同孵化月份的茎柔鱼在不同生长阶段的耳石Sr/Ca差异不明显.Ba/Ca可看做茎柔鱼垂直移动的指标元素,茎柔鱼仔鱼至成鱼期耳石Ba/Ca呈“U”型变化,与其幼体生活在海水表层,成体生活在较深层海水相对应.茎柔鱼耳石Mg/Ca核心高外围低,可能与耳石生长率逐渐减小有关,Mg/Ca与表温呈正相关.此外,研究认为茎柔鱼胚胎期是以自身携带的卵黄囊为营养物质,此时耳石的微量元素与亲体的遗传因素相关,与外界水环境无关.     

中国南海西沙群岛海域鸢乌贼耳石微结构及生长特性

为了解鸢乌贼耳石微量元素组成特征,根据2017年3—5月我国灯光罩网渔船于中国南海南沙群岛海域采集的1 002尾鸢乌贼样本,利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)分析了17枚鸢乌贼耳石微量元素的组成及分布。结果显示,南沙群岛海域鸢乌贼耳石主要由56种微量元素组成,含量最多的前10种元素依次为Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba和B。方差分析结果显示,不同性别间,前10种元素Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba、B的分布均无显著差异;不同孵化期的群体间Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba、B的分布也不存在显著差异,但不同耳石部位间Si、K、Fe无显著差异,而Ca、Sr、Na、P、Mg、Ba、B则存在显著差异。研究表明,不同的生境会导致鸢乌贼耳石微量元素组成的不同,且在不同的生长阶段,鸢乌贼耳石微量元素组成也存在差异,但不同性别鸢乌贼耳石微量元素组成基本一致。本研究进一步证实了利用微量元素分布特性鉴定头足类种群和研究洄游路线的可行性。     

智利外海茎柔鱼耳石微量元素研究

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东太平洋海域重要的经济头足类,分布很广,群体结构和生活史过程复杂。头足类耳石生态信息丰富,多被用于生活史重建、群体划分等领域的研究。本研究根据我国鱿钓船2007和2008年在智利外海采集的茎柔鱼样本,利用激光剥蚀电感等离子质谱法(Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)分析了18枚茎柔鱼耳石的微量元素组成及其分布特性。分析表明,茎柔鱼耳石主要由48种元素组成,含量最多的前10位元素分别为钙(Ca)、锶(Sr)、钠(Na)、硅(Si)、钾(K)、镁(Mg)、钡(Ba)、锌(Zn)、锰(Mn)和锂(Li)。方差分析表明,不同性别间茎柔鱼耳石的Ca、Sr、K、Mg、Ba、Zn、Mn和Li含量不存在显著性差异,而Na和Si差异性明显;不同孵化群体间,除Zn和Mn不存在显著性差异外,其余元素的含量均存在显著性差异;茎柔鱼耳石的不同部位间,Sr、Na、K、Mg、Ba、Zn、Mn和Li的含量都存在显著性差异,而Ca和Si不存在显著性差异。研究表明,Sr、Ba、Mg、K和Li比较适合用于研究茎柔鱼群体的划分、洄游分布等方面的研究。     

Coexistence of anadromous and lacustrine life histories of the shirauo, Salangichthys microdon

The environmental history of the shirauo, Salangichthys microdon, was examined in terms of strontium (Sr) and calcium (Ca) uptake in the otolith, by means of wavelength dispersive X‐ray spectrometry on an electron microprobe. Anadromous and lacustrine type of the shirauo were found to occur sympatric. Otolith Sr concentration or Sr : Ca ratios of anadromous shirauo fluctuated strongly along the life‐history transect in accordance with the migration (habitat) pattern from sea to freshwater. In contrast, the Sr concentration or the Sr : Ca ratios of lacustrine shirauo remained at consistently low levels throughout the otolith. The higher ratios in anadromous shirauo, in the otolith region from the core to 90–230 μm, corresponded to the initial sea‐going period, probably reflecting the ambient salinity or the seawater–freshwater gradient in Sr concentration. The findings clearly indicated that otolith Sr : Ca ratios reflected individual life histories, enabling these anadromous shirauo to be distinguished from lacustrine shirauo.     

长江安庆江段存在溯河洄游型和淡水定居型刀鲚实证研究

为了探究长江十年禁渔后安庆江段刀鲚的生境履历,利用X射线电子探针微区分析技术研究安庆江段不同类型长颌刀鲚(Coilia nasus)和短颌刀鲚的耳石Sr和Ca微化学特征。结果显示,根据耳石Sr/Ca值的变化值将安庆江段的短颌刀鲚分为2类,一类是其比值为一直小于3.0的低值,表明其纯淡水的生境履历;另一类是其比值不仅有小于3.0的低值区,还有大于3.0的高值区(小于7.0),表明其不仅有淡水的生境履历,还有高盐度的河口半咸水生境履历。长颌刀鲚的耳石Sr/Ca值均具有小于3.0的低值区和大于3.0 (甚至大于7.0)高值区的显著波动,表现为典型的淡水、河口半咸水及海水的溯河洄游型生境履历,Sr含量面分析图谱也可印证上述结果。本研究表明,长江安庆江段刀鲚群体组成较为复杂,同时存在溯河洄游型、淡水定居型短颌刀鲚和溯河洄游型长颌刀鲚3种生态表型个体。     

基于耳石微化学的黄河垦利段刀鲚生活史初步研究

为研究黄河刀鲚(Coilia nasus)生境履历特征,利用电子探针微区分析技术(EPMA)对采集自黄河垦利段5尾刀鲚个体(D1、D2、D4、D5和D6)的矢耳石进行微化学特征研究。定量线分析结果显示,黄河口刀鲚生境履历较为复杂,所有个体核心区Sr/Ca值较低,表明其淡水孵化特征,但随着个体生长表现出不同的生活履历。个体D2生活史较复杂,其生长轨迹多次往返于淡水—半咸水生境,不具备洄游型刀鲚应有的规律性特征;个体D1、D4、D5和D6具有明显的洄游特征,不同的是个体D1和D4的Sr/Ca最大值分别为6.1和6.2,D5、D6生境已延伸至Sr/Ca值较高的区域,最大值分别达到8.44、8.63,但是由于调水、调沙对黄河口盐度变化影响较大,尚不能判断D5、D6个体生境已延伸至海水区域。分析的结果显示了同样的特征,个体D1、D4核心区表现为蓝色,外缘区域表现为蓝绿色;个体D2核心区表现为蓝色、绿色、黄色交替出现,个体D5、D6核心区域表现为Sr值较低的蓝色区域,随着生长耳石外围逐渐形成较为明显的黄色圆环。基于以上结果,本研究重新建立了黄河口刀鲚的生境履历,多数个体孵化和早期的生活主要在淡水生境完成,之后进入盐度较高的区域,往返于半咸水—海水生境中进行索饵、育肥,直至被捕获。以个体D2为代表的群体生活史较为复杂,推测可能是由于当年山东东平湖汛期放水而被动进入黄河的定居型刀鲚。     

Comparison of habitat use during early life stage between ayu Plecoglossus altivelis and ice goby Leucopsarion petersi along the sanriku coast of Japan, as determined from otolith microchemistry

ABSTRACT:   The habitat use and migration of ayu Plecoglossus altivelis was compared to that of ice goby Leucopsarion petersi using otolith microchemistry analysis. Both species were collected along the Sanriku Coast. Otolith Sr : Ca ratios of ayu fluctuated strongly along the life history transect in accordance with the migration (habitat) pattern from fresh water to sea water. The Sr : Ca ratios of the center region averaged 3.2 × 10⁻³; thereafter, the ratios increased sharply, averaging 9.2 × 10⁻³, and were maintained at the higher levels until the outermost regions. By contrast, the Sr : Ca ratios of ice goby showed consistently high values along the life history transect of the otolith, ranging 9.0 × 10⁻³ in the center to 9.2 × 10⁻³ in regions outside the center, with further increases around the otolith edge. These findings indicate that ayu shows a typical amphidromous migratory pattern, while ice goby does not show the anadromous migratory pattern previously reported. The use of a freshwater environment during the early developmental stage in ice goby along the Sanriku Coast was less prominent than that of ayu in the same region.     

Migration of anadromous white-spotted charr <Emphasis Type="Italic">Salvelinus leucomaenis</Emphasis>, as determined by otolith strontium: calcium ratios

ABSTRACT:   The migratory history of anadromous white-spotted charr Salvelinus leucomaenis collected from Japanese coastal waters, was examined in terms of strontium (Sr) and calcium (Ca) uptake in the otolith, by means of wavelength dispersive X-ray spectrometry using an electron microprobe. Otolith Sr concentration or Sr : Ca ratios of anadromous S. leucomaenis , fluctuated strongly along the life history transect in accordance with the migration (habitat) pattern from sea to fresh water. The anadrmous S. leucomaenis showed phase L (low Sr : Ca ratio) from the core to the point 1000–2500 µm distant, averaging 1.3 × 10⁻³ to 2.7 × 10⁻³ and thereafter, the ratios increased sharply, being higher than 5.0 × 10⁻³ to 10.0 × 10⁻³. These findings indicated that otolith Sr : Ca ratios reflected individual life histories, enabling a sea habitat to be identified from a freshwater habitat in this species.     

长江南京江段长颌鲚生境履历的反演研究

利用电子探针显微分析技术(EPMA),对2009年和2014年采自长江南京段的长颌鲚耳石微化学进行了研究,反演了其生境履历.结果显示,这些长颌鲚耳石上元素Sr/Ca值的动态可分为两类.一类Sr/Ca值出现显著波动,不仅具有对应淡水生境的低值(1.87±0.36),而且有对应于河口半咸水生境的较高值(4.80±0.80),甚至出现了外海高盐度生境的高值(7.85±0.57),反映了溯河洄游的生境履历特征.另一类Sr/Ca值稳定3.0以下(14NJC09和14NJCE10),仅反映出在淡水生境中生活的履历.上述结果均得到了耳石Sr面分布的验证.上述“反演”的结果首次发现,传统上认为的一定是溯河洄游的长颌鲚,也可能存在有淡水定居个体.单纯利用上颌骨的长短并不能作为有效判别长江刀鲚资源群体中溯河洄游个体和淡水定居个体的标准.     

长江口及邻近海域凤鲚生境履历重建

利用 X-射线电子探针微区技术(EPMA)对长江口崇明和邻近吕四凤鲚(Coilia mystus)耳石 Sr 和 Ca 的微化学进行了分析。定量线分析和 Sr 含量面分布图谱显示,凤鲚耳石核区的 Sr/Ca 比值存在 Sr/Ca<3、37 这 3 种类型,分别对应的耳石核心面分布同心环区域颜色为蓝色、绿色和黄-红色,据此推断长江口及邻近海域凤鲚孵化场存在 3 种,即淡水孵化场、河口半咸水孵化场及海水孵化场。凤鲚个体耳石从核心到边缘的 Sr/Ca比值变化波动极为显著,有对应淡水生活的低值阶段(Sr/Ca<3,最小为 2.04±0.87),也有对应海水生活的高值阶段(Sr/Ca >7,最大为 7.81±0.91),可将凤鲚的生境履历类型分为 4 种类型:淡水河口半咸水型、河口半咸水定居型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型。长江口邻近海域吕四凤鲚有淡水和河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口半咸水海水型和淡水河口半咸水海水型,而长江口崇明岛海域有海水及河口半咸水孵化个体,其生境履历类型包括淡水河口半咸水型、河口定居型及淡水河口半咸水海水型,这反映了长江口崇明岛及邻近海域吕四 2 个海域凤鲚个体间的共性以及差异性。通过本次研究,首次证明了长江口及邻近海域凤鲚存在 3 种孵化场及 4 种生境履历类型,准确反映了凤鲚个体组成及其生活史的多样性和复杂性。     

基于microCT扫描技术的鲤骨骼和显微结构分析

了解活体鲤（Cyprinuscarpio）骨结构、形态、连接、空间分布以及骨骼矿物质组成对鲤的选育、行为学研究以及肉品加工有重要的意义。X射线显微CT技术（microCT）对样品没有破坏,可实现活体检测,并能获取活体任意形态的结构参数。因此,文章通过这项技术来研究活体鲤的骨骼状况。结果显示,脊椎骨与头、尾相连,胸鳍位于头骨后,背鳍、腹鳍和尾鳍与整个脊椎骨并不相连。骨体积分数和骨小梁厚度在腹鳍较高,头尾较低;骨表面积体积比、骨小梁数量和骨小梁间隔在头部较高,腹鳍较低;骨矿物质含量、骨矿物质密度和组织矿物质含量在背鳍最高;骨体积分数在腹鳍最高,胸鳍、背鳍和尾鳍次之,头尾较低。骨小梁厚度、矿物质含量等在背鳍、腹鳍部位较高,这可能与鲤的运动有关,而头骨表面积体积比、骨小梁数量和骨小梁间隔较高可能与头部的复杂结构密切相关。     

Elemental analysis of otoliths, fin rays and scales: a comparison of bony structures to provide population and life-history information for the Arctic grayling (Thymallus arcticus)

Abstract –  We used laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry line scans to determine the elemental composition of otoliths, pectoral fin rays and scales of Arctic grayling. Elemental signatures of otoliths and pectoral fin rays effectively provide life-history information on individual fish, important for management of grayling, and potentially all freshwater teleosts. Bulk elemental signatures measured in the otoliths and fin rays were highly correlated to the stream chemistries where the fish were captured. A surprising result of this study was that fin rays showed the strongest relationship with water chemistry for strontium. Scale strontium concentrations were not correlated to water chemistries suggesting that other physiological mechanisms, or remobilisation, may be influencing the deposition of trace elements within scales. Linear discriminant function analyses for otolith and fin ray elemental signatures (and intriguingly also for scales) separated fish from different rivers for all three structures; thus, this technique can be used effectively as a means to discriminate origin of capture.     

Utilization patterns of estuarine and marine habitats by the halfbeak Zenarchopterus dunckeri at Iriomote Island,southern Japan,evaluated from otolith microchemistry

Estuarine and marine habitat use patterns in the halfbeak Zenarchopterus dunckeri were examined at Iriomote Island, southern Japan, by analyzing otolith Li/Ca and Sr/Ca ratios. The ranges of both Li/Ca and Sr/Ca ratios in juvenile Z. dunckeri from the maximum (30 psu) to minimum (0.5 psu) salinity levels of brackish water estimated from rearing experiments, were compared with those of wild individuals collected from upstream and downstream stations in the Urauchi River estuary. The majority of wild-caught individuals had invariable Li/Ca and Sr/Ca ratios along an otolith transect from the core to the posterior edge, which fell within the otolith Li/Ca and Sr/Ca ranges estimated for estuarine individuals in the rearing experiments, suggesting that such individuals developed within the estuary without migrating to a marine environment at any time, although some downstream-dwelling fish had higher otolith elemental ratios than the predetermined estuarine ranges in the mid transect section. The latter fish may have been accidentally flushed from the estuary into the sea by heavy flood events, subsequently returning to the estuary. The overall results suggested that Z. dunckeri is essentially an estuarine resident, completing its life cycle within an estuarine system.