CN113588328A - 一种鱼耳石微化学分析的微取样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及鱼类鉴别及生活史研究技术领域，具体涉及一种鱼耳石微化学分析的微取样方法，包括以下步骤：(1)对同一鱼样本的两个矢耳石进行包埋，一个用于分析耳石核心区结构，另一个用于耳石微取样；(2)用于分析耳石核心区结构的矢耳石包埋后采用电子微探针进行元素面分析，确定耳石核心区结构图；(3)按照步骤(2)确定的耳石核心区结构图对用于耳石微取样的矢耳石进行微取样，取样位置为耳石核心区。本发明借助EPMA分析技术开展耳石特定区域的微取样方法。此方法能够精确划分目标区域，准确采集该区域的样品，为耳石微取样工作提供科学的方法。

Description

一种鱼耳石微化学分析的微取样方法
技术领域
本发明涉及鱼类鉴别及生活史研究技术领域，具体涉及一种鱼耳石微化学分析的微取样方法。
背景技术
大麻哈鱼是典型的溯河洄游性鱼类，在淡水河流中出生，幼鱼孵出后不久便降海，一般在海洋中生活2-5年后返回出生淡水河流中繁殖，繁殖后不久便死去，终生只繁殖一次。近年来对大麻哈鱼相关的科研工作在逐渐开展，例如生物学研究、生活史特征、增殖放流效果评估等工作。其中耳石微化学分析研究在大麻哈鱼生活史、种群鉴定等方面的应用越来越广泛。鱼类耳石比较稳定，能够记录保存生境履历信息，通过耳石微化学分析能反演其生活史特征。基于该方法对大麻哈鱼不同地理种群及人工和野生群体之间能够有效的辨别。该方法已成为增殖放流效果评估中的群体辨别以及大麻哈鱼生活史研究中一种重要的研究手段。
耳石微取样技术是开展特定阶段耳石微化学分析的前提。对大麻哈鱼而言，其早期生活阶段在淡水环境中生活，降海后在海洋中生活。在其早期淡水生活阶段由于栖息环境的不同，例如人工孵化水体和自然河流以及不同自然栖息河流之间环境的差异，在其耳石生长过程中其化学元素的积累存在显著的差异性。为了研究其早期生活环境的差异性，对该阶段耳石进行微化学分析，首先需要对该时期形成的耳石样品特定区域内进行微取样，采集耳石样品，然后对样品进行碳、氧等稳定同位素分析。但是，目前对耳石微取样的方法尚没有统一的标准。在微取样的过程中，由于缺乏取样位置的参考往往存在取样位置偏差，影响后续的分析结果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种鱼耳石微化学分析的微取样方法，借助EPMA分析技术开展耳石特定区域的微取样方法。此方法能够精确划分目标区域，准确采集该区域的样品，为耳石微取样工作提供科学的方法。
一种鱼耳石微化学分析的微取样方法，包括以下步骤，
(1)对同一鱼样本的两个矢耳石分别进行包埋，一个用于分析耳石核心区结构，另一个用于耳石微取样；
(2)用于分析耳石核心区结构的矢耳石包埋后采用电子微探针进行元素面分析，确定耳石核心区结构图；
(3)按照步骤(2)确定的耳石核心区结构图对用于耳石微取样的矢耳石进行微取样，取样位置为耳石核心区。
进一步地，所述步骤(1)中，包埋具体包括：采用环氧树脂对同一鱼样本的两个矢耳石分别进行包埋，包埋时耳石有凹槽的一侧朝上放置在模具内，树脂硬化后，沿着头尾部、背腹部平面，对具有凹槽一侧的耳石进行切割、打磨直至暴露耳石核心。
进一步地，所述步骤(2)具体包括：先对横截面进行锶元素面分析得出锶元素低值区平面结构，然后沿头尾方向的纵截面切割、打磨耳石背部至暴露耳石核心后，对纵截面进行锶元素面分析得出锶元素低值区深度。大麻哈鱼等溯河洄游性鱼类早期生活在淡水河流中，通过耳石中的锶元素浓度能够将淡水和咸水生活阶段进行有效的划分(咸水生活阶段中的锶元素浓度显著高于淡水生活阶段)。
进一步地，根据锶元素低值区平面结构和锶元素低值区深度确定耳石核心区结构。
进一步地，所述锶元素低值区中锶元素含量低于0.16％。
进一步地，所述耳石核心区结构为椭球体。
进一步地，所述步骤(3)微取样方法为，利用微取样机器钻头钻取耳石核心区域的粉末状样品。
进一步地，所述鱼样本为溯河洄游性鱼类，更进一步地，所述鱼样本为大麻哈鱼。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明基于耳石电子探针(EPMA)分析结果，分析大麻哈鱼早期淡水生活阶段耳石结构的特点，对大麻哈鱼早期生活阶段的所形成的耳石部位轮廓定量描述，为该区域耳石样品的微取样提供参考。该方法能够准确选择取样位置，避免采集到研究区域以外的样品，大大提高样品的取样精度。为后续的耳石微化学分析结果的准确性提供技术保障。
对样本进行微取样后采用耳石碳、氧稳定同位素技术开展大麻哈鱼种群辨别研究，本发明利用大麻哈鱼不同地理种群在其早期淡水生活阶段栖息环境的不同，在其早期阶段形成的耳石微化学特征存在显著差异性。通过对该早期阶段耳石样本的微化学分析，反演其早期的生活史特征，以此达到种群辨别的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1大麻哈鱼耳石横截面的EMPA锶元素面分析结果图；
图2为本发明实施例1耳石纵截面锶元素面分析结构示意图；
图3为本发明实施例1大麻哈鱼乌苏里江群体和图们江群体耳石碳氧稳定同位素对比分析结果图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
大麻哈鱼回归群体耳石样本：在大麻哈鱼溯河洄游期采集回归群体样本，解剖取出矢耳石，清洗干净后待测。
(1)耳石样品前处理：首先将大麻哈鱼成鱼样本一对矢耳石在超纯水中清洗干净后在室温下晾干，然后采用环氧树脂(司特尔)将矢耳石分别包埋，包埋时耳石有凹槽的一侧朝上放置在模具内。待树脂硬化后，沿着头尾部、背腹部平面，对具有凹槽一侧的耳石进行切割、打磨直至暴露耳石核心。同一个大麻哈鱼样本的两个矢耳石，一个用来分析耳石核心区结构，另一个根据该结构特征进行耳石微取样。
(2)EPMA分析：
a.横截面分析：选取步骤(1)处理好用来进行结构分析的耳石样本进行电子微探针分析(EPMA)。用纯水清洗处理好的耳石横截面并在室温下晾干，按照EPMA分析方法先对横截面进行锶元素面分析，结果见图1。分析耳石淡水生活阶段(核心区)的形状，测量相关参数。图1可见，蓝色部分为锶元素低值区(虚线区域)，即代表大麻哈鱼早期淡水生活阶段。该部分近似为圆形，该圆形区域以耳石核心为圆心，R为半径。
b纵截面分析：将横截面分析后所剩余耳石磨片样本沿头尾方向的纵截面切割、打磨耳石背部，按照步骤(1)中的方法打磨使其暴露耳石核心，然后对纵截面进行锶元素面分析，分析结构示意图见图2。根据纵截面的锶元素面分析结果所示的耳石核心区结构示意图，弧线内为锶元素低值区，代表大麻哈鱼早期淡水生活阶段。该区域近似为半椭圆形，d为长轴直径，h为短轴半径。
结合图1可知，d＝2R，h为图1中所示的低值区的深度。故根据图1、2分析结果，耳石的生长属于立体结构，大麻哈鱼早期淡水生活阶段所形成的耳石部分近似为椭球体。研究早期淡水生活阶段耳石微化学特征需在该椭球体范围内的耳石部分微取样。根据结果，各样本耳石核心区直径d范围为：0.51-1.09mm，平均为0.70±0.17mm，深度h范围为：0.14-0.28mm，平均为0.19±0.04mm。
(3)耳石微取样：在步骤(2)确定的椭球体范围内采集样品，采用微取样机器(MicroMill)钻取耳石核心区耳石样本，钻孔深度不大于深度h，钻孔最大直径不大于d。操作结束后收集耳石粉末样品，用于同位素分析。参照样本数据的最小值进行微取样操作，即核心区直径不大于0.51mm，钻取深度不大于0.14mm。这样能保证所取样品在核心区范围内。
(4)耳石样本的碳氧稳定同位素分析：根据步骤(3)所采集的耳石样本进行了碳氧稳定同位素分析。乌苏里江群体和图们江群体耳石核心区样本稳定同位素的分析结果显示，乌苏里江群体：δ13C的范围为-10.4‰至-8.2‰，平均为-9.4±0.59‰，δ18O的范围为-6.4‰至-3.6‰，平均为-5.0±0.82‰；图们江群体：δ13C的范围为-10.9‰至-7.4‰，平均为-0.88±0.78‰，δ18O的范围为-4.3‰至-0.9‰，平均为-2.6±0.83‰。可见，乌苏里江群体和图们江群体耳石样本的δ13C值差异较小，δ18O值差异显著。以δ18O值-3.5‰为基准线可有效区分两群体(图3)。利用该方法对两群体判别成功率为94.2％。可见，该方法成功应用于大麻哈鱼不同地理种群间的群体辨别中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对同一鱼样本的两个矢耳石分别进行包埋，一个用于分析耳石核心区结构，另一个用于耳石微取样；
(2)用于分析耳石核心区结构的矢耳石包埋后采用电子微探针进行元素面分析，确定耳石核心区结构图；
(3)按照步骤(2)确定的耳石核心区结构图对用于耳石微取样的矢耳石进行微取样，取样位置为耳石核心区。
2.根据权利要求1所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述步骤(1)中，包埋具体包括：采用环氧树脂对同一鱼样本的两个矢耳石分别进行包埋，包埋时耳石有凹槽的一侧朝上放置在模具内，树脂硬化后，沿着头尾部、背腹部平面，对具有凹槽一侧的耳石进行切割、打磨直至暴露耳石核心。
3.根据权利要求1所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：先对横截面进行锶元素面分析得出锶元素低值区平面结构，然后沿头尾方向的纵截面切割、打磨耳石背部至暴露耳石核心后，对纵截面进行锶元素面分析得出锶元素低值区深度。
4.根据权利要求3所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，根据锶元素低值区平面结构和锶元素低值区深度确定耳石核心区结构。
5.根据权利要求3所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述锶元素低值区中锶元素含量低于0.16％。
6.根据权利要求1所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述耳石核心区结构为椭球体。
7.根据权利要求1所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述步骤(3)微取样方法为，利用微取样机器钻头钻取耳石核心区域的粉末状样品。
8.根据权利要求1所述的鱼耳石微化学分析的微取样方法，其特征在于，所述鱼样本为溯河洄游性鱼类。
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