周勝杰，楊 蕊，于 剛，劉云騰，馬振華

1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所 熱帶水產(chǎn)研究開發(fā)中心，海南 三亞 572018

2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300

3.三亞熱帶水產(chǎn)研究院，海南 三亞 572018

4.三沙市海洋和漁業(yè)局，海南 ?？?571000

鮪 (Euthynnus affinis) 屬鯖科、鮪屬，又稱炮彈魚，主要分布于印度洋、太平洋等熱帶水域，屬小型金槍魚；中國南海、日本、澳大利亞、泰國等均有捕撈[1]。金槍魚具有高蛋白、低脂肪，富含不飽和脂肪酸，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)，因此被譽(yù)為純天然“海洋黃金”[2-4]。目前，對黃鰭金槍魚 (Thunnus albacares)、藍(lán)鰭金槍魚 (T.orientalis)、大眼金槍魚 (T.obesus)、長鰭金槍魚 (T.alalunga) 等大型金槍魚的研究較完善，而對小型金槍魚的研究較匱乏[5-7]；對金槍魚的捕獲方式[8-12]，魚肉保存、運(yùn)輸、加工[13-20]，資源評估[21-23]，提取物的利用[24-27]等的研究較完善，而對于金槍魚骨骼描述的研究較缺乏。其中對鮪的研究主要集中在生物學(xué)方面[28]，對其骨骼相關(guān)的研究未見報(bào)道。

魚類骨骼研究通常采用蒸煮剔骨法、肌肉透明骨骼染色法、X射線透視法等方法[29-31]。蒸煮剔骨法一般針對個體稍大的魚類，優(yōu)點(diǎn)是可將骨骼拆分進(jìn)行細(xì)節(jié)研究，缺點(diǎn)是骨骼需骨化完成，蒸煮時(shí)間過短則肌肉不易剝離，過長則容易散架，導(dǎo)致骨骼位置不易復(fù)原[32]。肌肉透明骨骼染色法主要針對小魚 (一般全長不超過10 cm，5 cm以下最佳)，優(yōu)點(diǎn)是軟骨-硬骨雙染色可以完整地看到魚體軟骨、硬骨及其所處空間位置，缺點(diǎn)是體型過大則肌肉透明度不夠，同時(shí)需嚴(yán)格執(zhí)行染色操作方法[33]。以上2種方法均需使用魚類尸體，而X射線透視法則可以進(jìn)行活魚研究。X射線又稱倫琴射線，它可使某些化合物產(chǎn)生熒光或使照相底片感光，在電場或磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等，具有穿透物質(zhì)的本領(lǐng)，但對不同物質(zhì)穿透本領(lǐng)不同；因此，X射線能使人體或其他有機(jī)體在熒屏上或膠片上形成影像，是基于組織有密度和厚度的差別，目前在人體健康檢查中廣泛使用，在魚類骨骼研究和魚類疾病檢查方面應(yīng)用較少[34-35]。采用X射線透視法則可達(dá)到在不損傷魚的情況下簡單高效地觀察全魚骨骼特征及其分布特征，對活體資源緊張或珍貴魚類的骨骼研究及相關(guān)疾病診斷治療具有重要的意義，缺點(diǎn)在于骨骼重疊較多的位置不易觀察細(xì)節(jié) (如頭部骨骼)。

本研究運(yùn)用X射線技術(shù)對鮪的脊椎骨及其附肢骨骼中胸鰭、背鰭、尾鰭、臀鰭等進(jìn)行描述，進(jìn)一步豐富金槍魚的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，為開展魚類骨骼無傷化研究奠定基礎(chǔ)，并為開展鮪相關(guān)研究及魚類化石探究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

研究對象為鮪成魚，樣本數(shù)量為6尾，全長37.6～45.5 cm，體質(zhì)量965.5 ～1 895 g，是中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所熱帶水產(chǎn)研究開發(fā)中心與三亞熱帶水產(chǎn)研究院完成科研項(xiàng)目時(shí)馴化養(yǎng)殖的物種。馴化養(yǎng)殖開始時(shí)野生鮪幼魚體長28.7～30.1 cm，體質(zhì)量311～504 g，采自海南陵水黎族自治縣新村鎮(zhèn)附近海域，用人工假餌漁船拖鉤獲取鮪幼魚；這種方法獲取的幼魚損傷較小，更利于后續(xù)人工馴養(yǎng)。經(jīng)過6個月的馴化養(yǎng)殖，達(dá)到成魚階段 (性腺開始發(fā)育)。本實(shí)驗(yàn)采用X光透視法對鮪成魚進(jìn)行全魚透視 (圖1)，該方法對魚體傷害較小，可觀察全魚骨骼。

圖1 鮪的側(cè)面觀與X射線掃描照片F(xiàn)ig.1 Side view and X-ray scan photo of E.affinis

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

數(shù)字化移動式攝影X射線機(jī) (Modulo Easy 30,SMAM S.R.L.)，參數(shù)設(shè)置為kVp=40，mAs=3.2 (kVp表示某高壓下的電源產(chǎn)生的韌致輻射和響應(yīng)的特征X射線形成的x-ray譜；mAs指每秒管電流，為X線的量，mAs越高，X線的量越多)。X射線背景板 [pixium 3543 EZ，法國泰雷茲集團(tuán)(THALES)]。

1.3 方法

首先將設(shè)備開機(jī)預(yù)熱并調(diào)整好參數(shù) (kVp=40，mAs=3.2)。將鮪置于背景板上，X射線發(fā)射端口之下，調(diào)整距離至射線可以覆蓋全魚，點(diǎn)開始按鈕(注意防護(hù))，掃描完成后將鮪放回水中，整個過程不超過40 s。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析

采用Adobe Photoshop CS6軟件進(jìn)行圖片處理，用Microsoft Powerpoint 2007軟件添加標(biāo)注線。

2 結(jié)果

2.1 鮪頭部骨骼特征

鮪頭部X光照片可清楚地看到頭部各主要器官 (圖2)，通過觀察可知，腦顱骨、上頜骨、下頜骨骨骼輪廓明顯，鰓蓋骨骨片下方為鰓腔，在X射線照片下呈現(xiàn)輪廓明顯的虛影，鰓蓋骨骨片后緣位于第4枚脊椎骨中央。脊椎骨密度大，結(jié)構(gòu)明顯。口咽腔形成空腔，結(jié)構(gòu)明顯，連通腹部。鮪眼球形態(tài)在X射線照片中明顯。

圖2 鮪頭部骨骼X光照片F(xiàn)ig.2 X-ray photo of head bone of E.affinis

2.2 鮪脊椎骨及附肢骨的特征

鮪脊椎骨38枚，由20枚軀椎 (腹椎) 和18枚尾椎構(gòu)成，密度較大，結(jié)構(gòu)明顯 (圖3)。第4—第30枚脊椎骨向上凸起形成髓棘，共27根。第3枚椎骨開始具有腹肋，第3—第6枚脊椎骨直接連接4對腹肋，第7—第15枚椎骨前端凸起椎體橫突并形成脈弓，向腹部延伸一段距離后連接1對腹肋，肋骨細(xì)長斜向后方延伸，所有肋骨形態(tài)相近。第16—第20枚脊椎骨前后兩端各有1凸起的椎體橫突，且同一軀椎骨上兩椎體橫突向腹部延伸相互融合后連接1對腹肋，第21—第28枚脊椎骨前后兩端各有1凸椎體橫突形成脈弓，向腹部延伸相互融合后連接脈棘向下延伸，且越靠近尾端，向腹部延伸的椎體橫突越短。第29—第30枚脊椎骨該結(jié)構(gòu)不明顯。第31—第34枚脊椎骨上的髓棘和脈棘向尾端彎曲包裹住關(guān)節(jié)，特化后起到加固尾柄的作用，且此處脊椎骨及關(guān)節(jié)明顯曾粗。魚鰾在體內(nèi)形成空腔，形態(tài)及大小非常清晰；腹腔內(nèi)臟與肌肉的密度存在差異，內(nèi)臟團(tuán)范圍非常清晰。

圖3 鮪脊椎骨及其附肢骨X光照片F(xiàn)ig.3 X-ray photo of spinal and appendage bones of E.affinis

肩帶位于第5—第6枚脊椎處；腰帶位于第6枚脊椎骨下方。第一背鰭起點(diǎn)位于第6枚脊椎骨上方，結(jié)束點(diǎn)位于第16枚脊椎骨上方，第一背鰭共有13枚支鰭骨，支鰭骨頂端深埋于背部肌肉中，前7枚支鰭骨頂點(diǎn)深度均勻，深度約為體高的1/16～1/15，后6枚深度逐漸變淺，至最后一枚支鰭骨 (第13枚) 僅固定于表皮以下，這種結(jié)構(gòu)可以使第一背鰭完全收回至背部肌肉夾縫中。第二背鰭共有12枚支鰭骨，開始于第21枚脊椎骨上方，結(jié)束于第24枚脊椎骨上方。第二背鰭形態(tài)固定，不能左右擺動或收回。臀鰭鰭棘14枚，支鰭骨較小且密，開始于第23枚脊椎骨，結(jié)束于第26枚脊椎骨下方。臀鰭形態(tài)固定，不能左右擺動或收回。背鰭后有7～8枚小鰭，每一枚小鰭對應(yīng)一枚支鰭骨，支鰭骨位于兩枚髓棘之間，第1小鰭對應(yīng)的支鰭骨位于第23—第24枚脊椎骨上髓棘之間，第2小鰭對應(yīng)的支鰭骨位于第24—第25或第25—第26枚脊椎骨對應(yīng)的髓棘之間，第3小鰭及以后對應(yīng)的支鰭骨均緊密存在于兩枚髓棘之間，沒有位置變化。臀鰭后有6～7枚小鰭，小鰭支鰭骨與脊椎骨連接點(diǎn)呈現(xiàn)一一對應(yīng)的關(guān)系。

2.3 鮪尾部骨骼特征

鮪尾鰭上下對稱，為正尾型 (Homo-cercal)，第35—第37枚脊椎骨上下兩側(cè) (原髓棘和脈棘) 向斜后方延伸構(gòu)成3塊尾上骨和3塊尾下骨，尾桿骨末端特化為一整塊尾骨，尾鰭鰭條固定在尾骨 (尾上骨、尾下骨和尾骨) 上，上下對稱 (圖4)。

圖4 鮪尾骨X光照片F(xiàn)ig.4 X-ray photo of E.affinis tailbone

3 討論

3.1 鮪頭部骨骼特征

魚類頭部骨骼的構(gòu)造能夠反映其在進(jìn)化過程中的地位，同時(shí)頭部和吻部的形態(tài)也能反映其在生態(tài)系統(tǒng)中的定位[34,36]。鮪頭部骨骼整體密度較大，吻部較尖，有利于游泳時(shí)減少阻力，進(jìn)而減少游泳對體力的消耗。眼球外層硬化，對眼球具有良好的支撐和固定作用，可轉(zhuǎn)動的眼球增加了鮪的視域面積，提高了發(fā)現(xiàn)獵物的概率和捕食能力。鰓蓋面積較大，鰓蓋后緣位于第4塊脊椎骨，鰓腔容積較大，為快速游動提供了充足的氧氣交換場所。因此通過頭部骨骼的特征描述也佐證了鮪具備游泳速度快、捕食能力強(qiáng)的骨骼構(gòu)造條件。本研究中X射線透視法無法詳細(xì)研究頭部每一片骨骼，與剔骨法相比存在部分不足[37]。

3.2 鮪脊椎骨及附肢骨的特征

脊椎骨是構(gòu)成魚類骨骼系統(tǒng)的重要組成部分。不同魚類脊椎骨的數(shù)量和結(jié)構(gòu)不盡相同，例如：尖吻鱸 (Lates calcarifer) 24枚脊椎骨[32]，鮐 (Pneumatophorus japonicus) 30枚脊椎骨[37]，藍(lán)點(diǎn)馬鮫 (Scomberomorus niphonius) 40枚椎骨[37]，青石斑魚 (Epinephelus awoara) 24枚脊柱[38]，長尾大眼鯛 (Priacanthus tayenus) 20枚脊椎骨[39]。本研究中鮪的脊椎骨為38枚，與上述幾種魚類脊椎骨數(shù)量均不相同，且鮪與同為鱸形目的尖吻鱸的脊椎骨數(shù)量差異較大，鮪與同為鯖科的鮐、藍(lán)點(diǎn)馬鮫的脊椎骨數(shù)量也有所差異。有研究表明同一科魚類脊椎骨和肋骨數(shù)量均不相同，如同屬尖吻鱸科的大口黑鱸 (Micropterus salmoides) 與尖吻鱸[40]；且與本研究中鮪的脊椎骨和肋骨數(shù)量均有所差異。相同的是鮪與鮐和藍(lán)點(diǎn)馬鮫第一脊椎均無肋骨。點(diǎn)帶石斑魚 (Epinephelus malabaricus) 第6枚椎骨開始出現(xiàn)椎體橫突，腹肋連接與椎體橫突相連，與本研究類似，不同的是本研究中鮪是第7枚椎骨出現(xiàn)椎體橫突[41]。鮪第16—第28枚脊椎骨前后兩端的椎體橫突向下延伸后相互連接形成的骨骼結(jié)構(gòu)未見報(bào)道，其具體功能有待進(jìn)一步研究。不同魚類的附肢骨形態(tài)、數(shù)量不同，體型、體長等重要的生物學(xué)特征亦有明顯差別。由此可見魚類骨骼研究可為分類學(xué)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)為魚類基因表達(dá)及性狀提供理論支撐。

在魚類的胚后發(fā)育過程中胸鰭和背鰭通常發(fā)育較早，可為魚苗初期提供游泳動力和平衡能力，是大部分魚類早期游泳動力的主要來源，對于仔魚早期捕食獵物具有重要意義。尾鰭和腹鰭的發(fā)育時(shí)間相對較晚，尾鰭的發(fā)育可為魚苗提供較大的動力，幫助魚苗獲取更多、更優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)來源[42]。不同魚類胸鰭、腹鰭、臀鰭、尾鰭的發(fā)育時(shí)間節(jié)點(diǎn)也有所不同，這可能與魚的種類，攝食餌料的種類、質(zhì)量、數(shù)量，消化能力的強(qiáng)弱及生長環(huán)境有關(guān)[43]。許多魚類的背鰭具有收回功能，背鰭緊貼在背部以便在游泳時(shí)減少阻力，鮪第一背鰭具有收回功能，并且可完全收回至背部肌肉夾縫中，這種構(gòu)造能夠最大程度地減少甚至去除第一背鰭在鮪游泳過程中的阻力，這種背鰭收回結(jié)構(gòu)，在魚類中較罕見。鮪第二背鰭、臀鰭和小鰭是固定的，不具有擺動和收回的功能，但具有維持穩(wěn)定的功能。而胸鰭和腹鰭可收回緊貼皮膚表面，減少阻力，亦可張開以改變游泳方向。

3.3 鮪尾骨特征

尾鰭是為魚類高速運(yùn)動提供動力的主要器官。有研究表明，通過分析魚類尾部骨骼的構(gòu)造及各構(gòu)件特點(diǎn)能夠?yàn)榇_定物種在分類學(xué)上的地位及進(jìn)化歷程提供證據(jù)[44-45]。已有魚類尾部骨骼發(fā)育的研究，如半滑舌鰨 (Cynoglossus semilaevis)、單斑重牙鯛(Diplodus sargus)、虱目魚 (Chanos chanos)、大西洋鯛 (Sparus aurata)、卵形鯧鲹 (Trachinotus ovatus)和尖吻鱸[42,46-49]。研究發(fā)現(xiàn)大部分魚類在發(fā)育過程中均存在尾桿骨上翹的階段，因此發(fā)育完全的尾骨中存在縮回并上翹的尾桿骨，同時(shí)以尾桿骨為界限將尾骨分為尾上骨和尾下骨，尾骨為鰭條提供固定點(diǎn)，且不同魚類的尾上骨和尾下骨數(shù)量有所差異[42,46-49]。在鮪尾鰭X光照片中尾鰭上下對稱，為正尾型，尾桿骨中正，沒有上翹痕跡，與多數(shù)魚類尾桿骨形態(tài)有所差異；第35—第37枚脊椎骨上下原髓棘和原脈棘特化為3片尾上骨和3片尾下骨，尾桿骨后部特化為1片正尾骨，7片尾骨共同構(gòu)成尾鰭鰭條固定點(diǎn)，與半滑舌鰨、重牙鯛、虱目魚、大西洋鯛、卵形鯧鲹和尖吻鱸構(gòu)造均有較大差異。

骨骼的形態(tài)結(jié)構(gòu)反映了生物在其生命歷程中所受的機(jī)械負(fù)荷[50]，通常正常動物體內(nèi)骨骼會根據(jù)負(fù)荷的改變而隨時(shí)間重塑其形狀[51]，魚類尾部骨骼信息能夠促進(jìn)對魚類不同發(fā)展階段的功能趨勢和環(huán)境偏好的認(rèn)識[52]。7片尾骨可為尾鰭提供堅(jiān)固的物理骨骼結(jié)構(gòu)，是強(qiáng)大推動力的保障。鮪尾柄極細(xì)，該部位不可能存在較多的肌肉組織提供固定作用和力量支持，并且第31—第35枚脊椎明顯增粗，是鮪尾鰭動力的骨骼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。尾柄處第31—第34枚脊椎骨上的髓棘和脈棘向尾端彎曲包裹住關(guān)節(jié)，為脊柱骨間的連接提供結(jié)構(gòu)上的固定作用，為尾鰭提供強(qiáng)大的動力和骨骼結(jié)構(gòu)支撐。2種結(jié)構(gòu)均可為鮪在海水中快速擺動尾鰭、快速游動提供骨骼結(jié)構(gòu)上的支持。

4 結(jié)論

綜合以上骨骼研究發(fā)現(xiàn)鮪魚具有與生活習(xí)性相匹配的骨骼結(jié)構(gòu)，吻部較尖，有利于減少游泳阻力，第一背鰭可收至背部肌肉夾縫中，既具備了維持平衡的功能，又能有效減少阻力，尾柄處骨骼增粗，密度較大，可為尾部提供強(qiáng)大力量，尾桿骨后部特化為1片正尾骨，增加了尾部的機(jī)械強(qiáng)度。以上特征符合在海水中高速游動的特點(diǎn)。同時(shí)也證明X射線法可以清晰觀察鮪骨骼，但重疊較多的頭部則清晰度略低；X射線法可實(shí)現(xiàn)無傷化魚類骨骼研究。以上研究中某些骨骼的特征可否作為種類鑒別的依據(jù)，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。