基本信息
- 项目名称：
- 虹鳟鱼耳石微形态与发育关系的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 通过耳石微形态研究揭示虹鳟鱼调控和表达自身的生长发育与外界环境的关系，不仅具有理论意义而且有重要的应用价值。耳石的生理生长具有一定的环境敏感性，对不同发育阶段虹鳟鱼的耳石研究，以生长轮为时间单位客观地反映出其生长特性；而且可依轮间距变化作为研究虹鳟鱼类生活史的重要参考指标。
- 详细介绍：
- 本实验通过对不同时期虹鳟鱼耳石形态的观察和比较，分析耳石微型态发育与虹鳟的生长发育状况的关系。通过采取不同年龄虹鳟鱼（稚鱼期和幼鱼期），在同一生长季节（3-4月份）的耳石微形态观察发现，随月份增加，虹鳟鱼矢耳石、星耳石及微耳石的形态变化不明显；每一种耳石的生发原基只有一个；5月龄及6月龄虹鳟鱼星耳石呈现每月为周期的生长轮形式，18月龄及19月龄虹鳟鱼星耳石呈以两周为周期的生长轮形式，矢耳石的重量与体重变化曲线相吻合，而且矢耳石大小与鱼体大小呈线性异速生长关系。因此，虹鳟鱼在幼鱼期生长速度明显大于稚鱼期。本研究利用耳石生长轮初步分析认识鲑鳟鱼的生长发育特性，有助于揭示虹鳟鱼耳石生理生长与繁殖发育规律的关系。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 耳石信息分析可揭示鱼类的生活史及其所经历的环境变化，涵盖了鱼类生态学研究的诸多方面。近年来, 随着相关科学和技术的发展,耳石微形态及其信息分析研究成为一种揭示鱼类生活史以及海洋环境域变的关键技术, 也是国际上渔业科学和海洋环境科学的研究热点。本研究通过对不同发育阶段虹鳟鱼的耳石微形态研究，揭示鱼类调控和表达自身的生长发育与外界环境的关系，认识耳石在鱼类的繁衍、生长、存活及种群生态学上的重要意义。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究通过对同一生长季节不同发育阶段虹鳟鱼耳石形态学信息分析，初次揭示了虹鳟鱼耳石微形态与虹鳟鱼稚鱼和幼鱼生长规律之间的关系，首次用染色液对虹鳟鱼耳石进行着色，为正确分析耳石生长轮的研究方法提供新思路；本研究充分体现了大学生科研训练的自主性、实践性和创新性。
应用价值和现实意义
- 本研究通过耳石微形态揭示虹鳟鱼精细地调控和表达自身的生长发育与外界环境的关系，不仅具有理论意义而且有重要的应用价值。通过对不同发育阶段虹鳟鱼的耳石研究，以生长轮为时间单位客观地反映出其生长特性，可依日轮间距变化作为研究虹鳟鱼类生活史的重要参考指标。因此，本研究利用耳石生长轮初步分析认识鲑鳟鱼生长发育特性，可为进一步鉴别不同群体的繁殖周期，进行鱼类种群生态和渔业资源研究等打下坚实的基础。
学术论文摘要
- 本实验通过对不同时期虹鳟鱼耳石形态的观察和比较，分析耳石微型态发育与虹鳟的生长发育状况的关系。通过采取不同年龄虹鳟鱼（稚鱼期和幼鱼期），在同一生长季节（3-4月份）的耳石微形态观察发现，随月份增加，虹鳟鱼矢耳石、星耳石及微耳石的形态变化不明显；每一种耳石的生发原基只有一个；5月龄及6月龄虹鳟鱼星耳石呈现每月为周期的生长轮形式，18月龄及19月龄虹鳟鱼星耳石呈以两周为周期的生长轮形式，矢耳石的重量与体重变化曲线相吻合，而且矢耳石大小与鱼体大小呈线性异速生长关系。因此，虹鳟鱼在幼鱼期生长速度明显大于稚鱼期。本研究有助于揭示虹鳟鱼耳石生理生长与发育规律的关系，可为进一步认识鱼类生长发育的调控以及鉴别不同群体的繁殖周期打下坚实的基础。
获奖情况
- 此论文被评为为2010年甘肃农业大学大学生科研训练（SRTP）优秀项目论文
鉴定结果
- 1.鱼类内耳中有三对耳石。2.每一种耳石的生发原基只有一个。3.三对耳石中最适合以生长轮作为年龄统计的是星耳石。4.生长过程中矢耳石大小及重量都在不同程度地增长且不同年龄阶段生长旺期增长程度相当。
参考文献
- ［1］Pannella G. Fish otoiths: daily grow th layers and periodical pattern[J ]. Science, 1971, 173∶1124～1127 ［2］解玉浩，鱼类耳石的日轮.[J]生物学通报,1995,30(11):22～23 ［3］Brothers,E.B ,Methodological approaches to the examination of otolith in aging studies ,The Age and Growth of fish.[M] Iowa: The Iowa State University press.1987: 319-330 ［4］Muggiya,Y.,Effects of photoperiods on the formation of otolith increments, in the embryonic and Larval Rainbow Trout Salmo grairdneri. [J]Nippon Suisan Gakkaishi, 1987, 53(11):1979-1984. ［5］Tsukamoto, Age determination of Ayu with otolith, [J]Nippon Suisan Gakkaishi, 1987, 53(11):1985-1997. ［6］华元渝等.暗纹东方鲀年龄鉴定的研究. [J]水生生物学报,2005(3):79-284 ［7］熊飞;陈大庆等.青海湖裸鲤不同年龄鉴定材料的年轮特征. [J]水生生物学报，2006(2)，185-191 ［8］Gao YW ,Beam ish R J. Iso topic composition of otolithas a chemical tracer in population identification of sockeye salmon (Oncorhychusnerkas) [J ]. Can J fish A quat Sci, 1999, 56∶2062～2068 ［9］ 张晓霞，叶振江等，青岛海域小眼绿鳍鱼耳石形态的初步研究.[J] 中国海洋大学学报(自然科学版),2009(4):622-626
同类课题研究水平概述
- 鱼耳石是存在于硬骨鱼内耳中的功能性沉积体，对鱼体有听觉与平衡觉作用，是一种在鱼体内经过生物矿化作用形成的典型的天然生物矿物。自Pannella 发现耳石上日轮的存在以来, 耳石日轮生长的研究成为国际鱼类生物学研究的新兴领域。与鳞片与骨组织一样, 耳石常被用来确定鱼类的年龄。到目前为止, 国内外鱼类生物学家们已研究了包括鲱形目、鲑目、鲈形目、灯笼鱼目、鳗鲡目、鲤形目、鱼将形目、鳕形目、鲽形目等百余种海淡水鱼类的耳石；通过研究以耳石这种较稳定的晶体结构和与鳞片、鳍条相似的每年生长的特性来精确鉴定鱼类的年龄。1987年，Tsukamoto以荧光标记的四环素饲喂香鱼（Ayu）证实并说明了利用耳石有鉴定鱼类的“天龄”甚至“亚天龄”的潜在能力。由于生长环境以及经历的早期生活史事件的差异，相同种类的不同种群在耳石的标记轮，日轮宽度、清晰度、对比度及透明度等方面可能有所不同，耳石中各种化学元素的组成及含量也会有变化，在许多不同种类和不同年龄的鱼类鉴定材料的年轮与生长特征的探讨实验中，经微打磨后的星耳石环纹在背侧区明显，在透光镜下观察，由中心向外排列着宽的暗带和窄的亮带，暗带颜色为浅黄色，其中有相对较密的黑色环纹排列，一个暗带及其外接的亮带组成一个生长年带，亮带外缘为年轮，故在测鱼类年龄时多用年轮计数。鱼类的耳石同鱼类的年轮和生长规律存在着密切的联系。研究发现，暗纹东方鲀的星耳石呈中凹的薄片状，易碎，不适合用作年龄鉴定；微耳石颗粒小，形状规则，因此选取最小的一对微耳石和最大的一对矢耳石。耳石年轮是鱼类周期性生长的标记。研究发现，骨质材料的这种增长特性有时会低估高龄鱼的实际年龄。与骨质材料相反，耳石生长是以机体生长相对独立的方式增长的，耳石在慢生长和高龄个体中比其他骨质材料生长能更真实的记录周期性季节生长和年龄，而且有研究表明小眼绿鳍鱼耳石形态有3个特征区间，6月份与其他月份间形态差异显著；7～9月耳石形态特征处于变化间状态；10～12月各方面形态特征趋于稳定。耳石信息分析可以揭示鱼类的生活史及其所经历的环境变化，涵盖了鱼类生态学研究的诸多方面, 如鱼类的孵化和早期发育生长、产卵场和产卵期判定、仔鱼的运输过程、年龄鉴定与种群鉴定、个体迁移等。近年来, 随着相关科学和技术的发展, 它已经成为一种揭示鱼类生活史以及海洋环境域变的关键技术, 也是国际上渔业科学和海洋环境科学的研究热点。
