基于耳石微结构和微化学的西氏眶灯鱼种群生态学研究

作     者：庄文鑫 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁少雄

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：西氏眶灯鱼 矢耳石 形态学 微化学 栖息深度 

摘      要：灯笼鱼是大洋生态系统中深层鱼类的主要生物类群之一,在中国南海等海域也广泛存在,在食物链中起着能量传递和物质转换的重要功能,对于维持海洋生态系统的稳定具有不可替代的作用。同时由于其具有的昼夜垂直移动习性,也对海洋碳循环起着重要作用。目前国外对于灯笼鱼的研究主要集中于矢耳石生长、生物发光以及对碳循环的贡献度等方面,而国内则研究主要集中于渔业生物学方面,关于矢耳石微结构在种类鉴别、种群生长以及生活史等方面仍缺乏较为系统的研究。西氏眶灯鱼是印度洋-阿拉伯海海域中深层生物类群的优势种之一,为今后能对其资源的合理开发提供理论和技术支撑,本文以其为主要研究对象,主要进行以下四个部分的研究:一是利用地标点法分析矢耳石形状极为相似的西氏眶灯鱼、喀什眶灯鱼和马来眶灯鱼的矢耳石差异;二是通过矢耳石鉴定日龄,分析西氏眶灯鱼种群生长特征;三是利用形态学和统计学分析手段研究西氏眶灯鱼种内矢耳石差异;四是利用矢耳石微化学手段推测西氏眶灯鱼生活史过程中的深度变迁。基于上述研究本文得到以下主要研究结果:(1)本文根据阿拉伯海采集西氏眶灯鱼与南海采集的喀什眶灯鱼和马来眶灯鱼各22对矢耳石进行形态学分析,结果表明对于矢耳石形态极为相似的同属物种,地标点法能起到准确的识别效果。相对扭曲主成分结果显示,用于标记的点1 1,即内部主凹槽产生的交点贡献率达到35%,内部主凹槽轮廓标点总贡献率达62%,说明三种眶灯鱼矢耳石差异集中于内部主凹槽。18个相对扭曲主成分共有9个被纳入Bayes判别函数,三种眶灯鱼的函数判别式如下所示,最终判别分析结果显示三种眶灯鱼成功判别率在86.36%-100%之间。G=-158.576X1+96.392X3-37.803X4-76.285X5+98.196X7-80.493X8-135.603X9+104.432X11+208.159X14-9.994;M=-50.070X 1+60.648X3-28.173X4-4.670X5+62.199X7-81.492X8-119.603X9+82.038X11+121.081X14-3.561;T=107.763X1-78.468X3+32.964X4+40.458X5-80.159X 7+81.165X8+127.524X9-93.154X11-164.526X14-4.889。(2)对采自东印度洋的西氏眶灯鱼矢耳石进行种群日龄分析,结果显示用于分析的样本日龄位于69d-153d之间,用于表明判读精确性的CV值和APE值分别为4.74%和3.92%,根据日龄推算其繁殖高峰期为9月份。通过地标点法分析种内矢耳石差异,结果发现雌雄个体矢耳石差异主要集中于内部主凹槽,其内部主凹槽各标点贡献率总和达62.44%;不同日龄段个体矢耳石差异主要集中于矢耳石外部轮廓,其外部轮廓各标点贡献率达64.33%。(3)总体样本中雌性个体占比为54.37%,雄性为45.63%,雌性体长显著大于雄性。利用年龄和体长拟合Von Bertalanffy方程,雌性样本:Lt=60.45(1-e-0.0211(t-11.33));雄性样本:Lt=62.39(1-e-0.0214(t-27.60))。据此推算雌雄生长速度函数表达式,雌性:dL/dT=60.45 × 0.0211 × e-0.0211(t-11.33);雄性:dL/dT=62.39 × 0.0214 × e-0.0214(t-27.60)。依据生长速度变化曲线得出雌雄生长速度变化趋势一致,随年龄增加而减小,雌性生长速度显著高于雄性(P0.05)。利用体长体重数据所拟合最佳函数为幂函数,雌性样本:W=0.0002448 L2.52 R2=0.725;雄性样本:W=0.0000968 L2.63 R2=0.814。在探究矢耳石质量与日龄之间的相关性时,所拟合的最佳函数关系式为:雌性样本:m0=0.0005688d2+0.1621d+15.8092 R2=0.402;雄性样本:m0=-0.0026d2+0.8584d-25.2555 R2=0.535。利用矢耳石质量与体长数据拟合最佳函数关系式,雌性样本:m0=0.6121 L2-4.7685 L+121.6999 R2=0.523;雄性样本:m0=0.01410 L2-0.2538 L+11.8589 R2=0.603。(4)利用LA-ICP-MS技术手段对西氏眶灯鱼10个样本的右矢耳石(120d-158d)核心至边缘区域的微量元素进行检测,以钙元素含量为参照,排除Rsd值大于10%的元素后,共测得有效元素8种,含量由高到低分别为Na(10.7808±1.4943)、Sr(2.0055±0.2435)、Mg(0.1991±0.1108)、Li(0.006617±0.002809)、Mn(0.003531±0.002618