2 種裂腹魚類骨骼結構比較研究

王程欣， 葛建民， 王新月， 訾方澤， 袁智長， 林旭元， 魏齊， 陳生熬

（1. 塔里木大學生命科學與技術學院/塔里木珍稀魚類研究中心，新疆 阿拉爾 843300；2. 上海海洋大學水產與生命學院，上海 200090； 3. 新疆生產建設兵團水產技術推廣總站，烏魯木齊 830002；4. 新疆昭蘇縣山水農業科技有限公司，新疆 昭蘇 835600）

裂腹魚屬Schizothorax是高原山區冷水性魚類中最多的種類之一，在裂腹魚亞科Schizothoracinae中數量最多、分布最廣（代應貴，肖海，2014），隸屬鯉形目Cyprinidformes 鯉科Cydrinidae。塔里木裂腹魚S. biddulphi僅分布于塔里木河流域的靜水中，伊犁裂腹魚S.pseudaksaiensis分布于伊犁河-巴爾喀什湖水系等流域的上游急流或緩流中（郭焱，2012）。關于塔里木裂腹魚的研究集中在形態學、遺傳學及生物學等方面，對伊犁裂腹魚多為地理分布及群體特征描述（蔡林鋼等，2014），其生物學等方面的研究尚未深入，僅見于年齡鑒定方面（蔡林鋼等，2011）。魚類骨骼形態結構相對穩定，化石可保存性強（貝格爾，1959；莫伊-托馬斯，邁爾斯，1981），國內學者開展了大量解剖學研究（方華華等，2004）；有關裂腹魚類骨骼的研究目前較少，武云飛和吳翠珍（1992）在《青藏高原魚類》對裂腹魚部分骨塊有少量闡述，趙海濤等（2011）對昆明裂腹魚S. grahami和四川裂腹魚S. kozlovi骨骼進行了系統解剖。目前沒有對塔里木裂腹魚和伊犁裂腹魚骨骼系統方面的相關研究。本研究對這2 種裂腹魚類的骨骼結構進行比較分析，旨在豐富魚類解剖學資料，為今后深入開展高原魚類的系統分類和演化機制提供依據，地為其系統發育及遺傳育種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

2021年5—7月，使用流刺網和定置刺網（網目2 cm）、地籠（網目2 cm）、小抬網（網目2 cm）等工具，于新疆塔里木河水系葉爾羌河段（81°88′E，40°80′N，海拔1 146.22 m）采集塔里木裂腹魚鮮樣，伊犁河水系特克斯河段（80°96′E，42°95′N，海拔1 746.88 m）采集伊犁裂腹魚鮮樣。

挑選實驗用魚4 尾（體重300 g±50 g，體長270 mm±20 mm，年齡10+，2 雌2 雄），均為性成熟個體，體型正常，無畸形，外表無損傷，各鰭完整。

所用試劑和設備為H2O2（4%）、NaOH（3%）、C8H10、燒杯（500 mL）、電熱爐（DL-1）、電子秤（AXA 10002）、相機（Powershot A 3000IS，Canon）、Micro CT μ80顯微CT儀等。

1.2 方法

1.2.1 CT 掃描法 將樣本放入Micro CT μ80 顯微CT 儀，對全魚進行CT 掃描。掃描條件：電壓（70 kVp），電流（114 μA），360°旋轉掃描，掃描180 min，分辨率14 μm，幀平均4 幀，角度增益0.4°。采用μCT Ray v4.0-1三維重建骨骼系統。

1.2.2 煮沸剔肉法 采用煮沸剔肉法（曹天玲等，2018）制作骨骼標本，步驟如下：

煮肉：水開后保持沸騰，將軀干部浸入約2 min，一側煮熟后煮另一側，最后將整條魚浸入約1 min撈出。

剔肉（粗剔和細剔）：從軀干部起剔除肌肉，后尾部，最后是頭部和魚鰭。頭部只去除鰓蓋骨外覆蓋的皮膚。粗剔剔除腹尾部肌肉，細剔剔除骨骼肌肉。

浸蝕：肌肉剔除后，骨骼浸入3%NaOH 溶液浸泡12 h 左右，殘留肌肉開始透明即停止腐蝕，清水沖洗后用牙刷刷洗，清除被腐蝕肌肉。

脫脂：肌肉剔除后，骨骼浸入二甲苯脫脂2 d左右。

漂白：脫脂后漂白，4%H2O2浸泡標本12 h，骨骼開始發白時立即取出，清水沖洗后用牙刷刷洗。

脫水：室溫自然干燥。

1.3 拍照及處理

對干燥后的2 種裂腹魚骨骼進行拍照、Photo?shop CS6處理后進行系統比較分析。

2 結果和分析（圖1～圖5）

圖1 塔里木裂腹魚全身骨骼和腦顱骨骼系統Fig. 1 Whole body skeleton and cranial skeletal system of Schizothorax biddulphi

圖2 塔里木裂腹魚咽顱、脊椎骨和附肢骨骼骨骼系統Fig. 2 Skeletal system of pharyngeal skull， backbone and appendicular skeleton of Schizothorax biddulphi

圖3 塔里木裂腹魚（左）和伊犁裂腹魚（右）的咽骨（PH.B）和咽齒（PHT）Fig. 3 Pharyngeal （PH.B） and pharyngeal tooth（PHT） of Schizothorax biddulphi （left） and S. pseudaksaiensis （right）

圖5 伊犁裂腹魚咽顱、脊椎骨和附肢骨骼骨骼系統Fig. 5 Skeletal system of pharyngeal skull， backbone and appendicular skeleton of Schizothorax pseudaksaiensis

2.1 腦顱

塔里木裂腹魚和伊犁裂腹魚的腦顱較長，長約為最寬處的2 倍：前者腦顱較窄，吻部尖長而突出，眼后頭部較長；后者腦顱較寬，吻短鈍，眼后頭部短。

2.1.1 鼻區 鼻骨1 對，位于中篩骨基部兩側。前篩骨（吻骨）1 對，位于頭骨正前方，下端部分被肌肉掩埋，上端被皮膚覆蓋部分突出，腹面緊貼犁骨上方。第二前篩骨介于前篩骨之間，是一塊呈棒性的小骨。中篩骨位于腦顱背面前緣，腹內側接側篩骨，后接額骨。側篩骨（外篩骨）1 對，位于中篩骨兩側，靠近中篩骨一端較粗大，遠離一端較尖。犁骨1塊，近傘狀，位于腦顱腹面最前方，后部插入副蝶骨前端腹面。塔里木裂腹魚鼻骨前窄后寬，形似靴狀；中篩骨短寬，兩側凸出不明顯，背面中央隆起嵴較低；側篩骨外側緣左側中間部位形成明顯的凹陷；犁骨前端寬，后端鈍，前端凹陷近似球形。伊犁裂腹魚鼻骨中篩骨窄長，中部向外形成“▲”凸出，背面中央棱嵴較高；側篩骨外側緣凹陷不顯著；犁骨前端寬，后端較尖，前端凹陷呈鈍角。

2.1.2 眼區 額骨1對，位于腦顱背面，前接中篩骨和側篩骨，后接頂骨，腹面與翼蝶骨相連?？舻?塊，位于腦顱腹面中央，緊貼副蝶骨，位于額骨下，前方側面接側篩骨，后接翼蝶骨。翼蝶骨1對，呈不規則形狀，位于眼眶內后方，上接額骨，下接副蝶骨，后接前耳骨。副蝶骨1塊，形似寶劍，位于腦顱底部中央，腹部前方“十”字形隆起。圍眶骨系，圍在眼眶周圍的有6塊骨片，最前面的是淚骨，其后上緣接眶上骨和外篩骨外側，后下緣接眶下骨，構成眼眶前緣?？羯瞎乔对陬~骨前外側和外篩骨后外側之間，構成眼眶上緣?？粝鹿? 塊，共同構成眼眶下緣，第一枚眶下骨呈矩形，第二枚略呈橘瓣形，第三枚呈長條形?？艉蠊? 塊，上緣接額骨和翼耳骨，后下緣接鰓蓋骨前上角。塔里木裂腹魚額骨略呈梯形，前部1/4 處骨片橫向微凸起，呈倒“八”字形；翼蝶骨邊緣較為曲折；副蝶骨腹部前方“十”字形位于1/3 處，后部圓鈍且長。伊犁裂腹魚額骨呈酒瓶形，前窄后寬；翼蝶骨邊緣凹陷明顯；副蝶骨整體較細長，左右部分均等，后部狹長。

2.1.3 耳區 頂骨1 對，位于額骨后方、上枕骨兩側，前部1/3 覆蓋額骨，背腹面光滑；外側與翼耳骨、蝶耳骨相接，后接上耳骨。蝶耳骨1對，位于眼眶后上方，前與額骨相接，后接翼耳骨，后下方與前耳骨和翼蝶骨相鄰。翼耳骨1對，位于腦顱背面頂骨外側，背面內側與額骨相接，后接上耳骨，下接前耳骨。上耳骨1 對，位于頂骨后方，內側與上枕骨相接，下接外枕骨，構成顱腔后上壁。前耳骨1 對，位于顱腔側面，上接蝶耳骨和翼耳骨，前與翼蝶骨相連，后方與后耳骨、外枕骨、基枕骨相鄰。后耳骨1對，位于前耳骨、翼耳骨、側枕骨之間。鱗片骨（鱗骨）1對，位于腦后部，附著于翼耳骨后部的外側角，后緣與顳骨相連。顳骨1對，“短尖刀”形，前與鱗骨相連。塔里木裂腹魚頂骨較寬，骨嵴延伸顯著，左側邊緣不規則，有明顯凹陷，2 種魚頂骨中部有豎起骨嵴向前后延伸；蝶耳骨外側緣較圓滑，外突不發達；翼耳骨背面外側有2 片，且接連較緊的棱嵴凸起，中間有較深裂隙，頂部有一小一大后突；上耳骨有一明顯上突；鱗片骨較窄，整體扁平，邊緣凹凸程度小。伊犁裂腹魚頂骨左側邊緣較平滑；蝶耳骨外側緣曲折，外突明顯；翼耳骨背面外側無棱嵴凸起，頂部兩后突大小幾乎相等；上耳骨周邊平滑，略呈圓形；鱗片骨略細長，整體平直，邊緣凹凸明顯。

2.1.4 枕區 上枕骨1 對，位于腦顱后方中央，上側緣接上耳骨，腹側緣接外枕骨，構成顱腔后端的上壁。側枕骨1 對，位于基枕骨側上方，上緣與上耳骨相連，前接前耳骨。左右側枕骨于后方正中相接形成一大孔，即枕骨大孔，為腦和脊髓通道?；砉?塊，位于顱骨最下方，前接前耳骨，腹面緊貼副蝶骨之上，上接側枕骨。塔里木裂腹魚上枕骨較窄，上枕嵴高聳，向前方傾斜且凹凸明顯；伊犁裂腹魚上枕骨略寬，上枕嵴幾乎平直，較低。

2.2 咽顱

2.2.1 頜弓區 前頜骨1 對，位于吻前上方，左右對稱，愈合處與前篩骨相接，外側緊貼于上頜骨內側。上頜骨1 對，位于前頜骨上方，外側與腭骨相連，后端與下頜骨相連。腭骨1對，位于犁骨兩側，前與上頜骨相連，后上部與翼骨和中翼骨相接。翼骨（前翼骨）1 對，前與腭骨相連，后與方骨相連。中翼骨1對，位于翼骨下方，外側與翼骨相連，前接腭骨，后接后翼骨。后翼骨1 對，位于前鰓蓋骨前方，前下緣緊貼方骨，上接中翼骨，后連舌頜骨。方骨1 對，位于中翼骨腹緣，下部前緣與關節骨相連，下緣與前鰓蓋骨相連，后上緣接后翼骨。齒骨1 對，位于下頜前部，背后方與上頜骨相接，后接關節骨。關節骨1 對，嵌在齒骨后端凹陷中，后上角與方骨相連，后下角與隅骨貼合。隅骨1 對，上緣與關節骨貼合甚牢，后緣接間鰓蓋骨。塔里木裂腹魚前頜骨頂端彎曲處有一明顯彎鉤，且下部彎曲弧度較大；腭骨纖細且棱角突出；翼骨底部凹陷處偏向一側的1/3 處；中翼骨呈方形。伊犁裂腹魚前頜骨頂端彎曲平緩，下部略彎；腭骨粗胖且鈍；翼骨左右大致對稱；中翼骨略呈水滴狀。

2.2.2 舌弓區 舌頜骨1對，位于鰓蓋骨前上方，前接后翼骨，下接續骨和間舌骨，后上部和下后部被鰓蓋骨覆蓋，構成眼窩后內壁。舌骨由間舌骨、上舌骨、角舌骨和下舌骨組成：間舌骨（莖舌骨）1 對，位于上舌骨后上方，前與續骨相接，外側與前鰓蓋骨相連。上舌骨1 對，位于角舌骨上緣，前與角舌骨相連，后與間舌骨相連。角舌骨1 對，位于上舌骨前方，前接下舌骨。下舌骨2 對，每邊2 個，位于舌骨中部，腹緣中部連接著尾舌骨前端?；喙?塊，位于口腔底部，后端兩側與下舌骨相連，后端接第一基鰓骨。尾舌骨1塊，位于整個頭骨下部中央前上端以韌帶連于基鰓骨，末端與肩帶相連。續骨（縫合骨）1 對，呈小棒狀，位于方骨后方，上接后翼骨，前端嵌入方骨凹槽，后部被前鰓蓋骨覆蓋，后接間舌骨和舌頜骨；伊犁裂腹魚續骨更細長。

2.2.3 鰓蓋骨區 鰓蓋骨1對，位于頭兩側后方，前上角有關節窩與舌頜骨相接；前接前鰓蓋骨和間鰓蓋骨，前上緣與眶后骨相連，下接下鰓蓋骨。前鰓蓋骨1對，前上緣接舌頜骨，下前緣接后翼骨，下端腹緣與下鰓蓋骨相連，后緣與鰓蓋骨相連。間鰓蓋骨1 對，呈長條形，前窄后寬。位于前鰓蓋骨下方，前接方骨與隅骨，上接前鰓蓋骨，后緣緊貼下鰓蓋骨。下鰓蓋骨呈長條狀。位于鰓蓋骨下方，上緣被鰓蓋骨覆蓋，前端被間鰓蓋骨覆蓋。鰓條骨3 對，第一條骨前端連上舌骨外側，第二條骨前端連角舌骨后端外側，第三條骨前端連角舌骨前端內側，鰓條骨后端皆游離。伊犁裂腹魚間鰓蓋骨內緣中部凹陷明顯，下鰓蓋骨更似鐮刀形。

2.2.4 鰓弓區 共有4 對，第五鰓弓變異為下咽骨。

基鰓骨3 塊，位于鰓弓中央，依次排在基舌骨后?；w骨前端與基舌骨相連，后端與咽骨相接。下鰓骨3 對，位于基鰓骨兩側，第一至第三對鰓弧各1對，大小遞減，第四對缺失。第一、二下鰓骨腹緣分別連接在第一、二和第二、三基鰓骨之間，第三下鰓骨腹緣對接到第四基鰓骨。角鰓骨4對，是鰓弓中最大鰓骨。第一、二、三對角鰓骨前緣與對應下鰓骨相連，第四對角鰓骨與第三對下鰓骨相連并通過韌帶連于第三基鰓骨后端。4 對角鰓骨后端與對應上鰓骨連接。上鰓骨4對，連接在角鰓骨末端，從第一至第四對鰓弧各1 對，長度從前向后遞減。背端彼此相連，與咽鰓骨相連，腹部與角鰓骨相連。咽鰓骨2對，位于上鰓骨內側。咽骨為特化的第五鰓弓，位于基鰓骨后端，左右成對；其內側有3 排咽齒：第一排5 枚最大，第二排3 枚、第三排2 枚，都較小。2 種裂腹魚類的咽骨和咽齒外形相似，但塔里木裂腹魚咽骨下部彎曲度更高；塔里木裂腹魚的咽齒緊湊排列，伊犁裂腹魚的咽齒排列稀疏且更纖細。塔里木裂腹魚的齒式為5·3·2/2·3·5；伊犁裂腹魚的齒式為2·3·5/5·3·2。

2.3 脊椎骨

2 種裂腹魚前4 枚愈合脊椎構成脊椎的前部，尾椎不很發達，呈平直板狀。腰椎由錐體和背部髓弓組成。椎體雙凹形，背面有髓棘，頂部呈棘狀，向后傾斜。第一錐體前緣與基枕骨相連，各個錐體側腹部有一小突起，即錐體橫突，左右都有。第四錐體橫突基部有一向腹面中間擴展的突起，左右相遇，構成一橫隔骨片，稱為懸器。大多數髓弓基部存在前關節突，從髓弓前緣發出；髓弓后緣有后關節突，從髓弓后緣發出。塔里木裂腹魚從第5 錐體至第17 或18 錐體間有肋骨，伊犁裂腹魚從第5 錐體至第28 或29 錐體間有肋骨，肋骨基部寬大，向末端逐漸變細，長度縮小。第29 或30 節后的椎體為尾椎，由椎體、髓棘和脈棘組成。尾椎的椎體橫突向下延伸成脈弓，二脈弓再向下合并成脈棘。

2.4 附肢骨骼

主要包括支鰭骨和帶骨。

2.4.1 奇鰭骨骼 背鰭1 個，位于體背面，由3 鰭棘和7鰭條組成，第一個棘很小，埋于皮下，第二個棘比第一個長，第三個最長，后緣鋸齒明顯。支鰭骨深入軀體肌肉中，其后是鰭條，有8枚分枝，支持背鰭。臀鰭1個，由3鰭棘和5鰭條組成，位于肛門后部。支鰭骨6 枚，深入肌肉之中，支持臀鰭。尾鰭1 個，正尾式，位于魚體后端，有分枝17 枚鰭條，鰭條之間由鰭膜相連。尾鰭支鰭骨由最后3 節尾椎和支鰭骨特化而成。

2.4.2 偶鰭骨骼 胸鰭1 對，位于頭部后側下方，由1 鰭棘和18 鰭條組成。鰭條基部略膨大，相互靠連，通過鰭擔與肩帶相連。肩帶由肩胛骨、匙骨、上匙骨、后匙骨、烏喙骨和中烏喙骨組成。肩胛骨1 對，肩略呈方形，中央有一圓孔。右上角有一小關節突，直接與鰭條相連，前與匙骨相連，下與烏喙骨相連。匙骨1 對，為肩帶中最大骨骼，上端骨片與上匙骨相連。上匙骨1對，上窄下寬。后匙骨1 對，呈細柳葉形，上端貼于中匙骨內側。烏喙骨1 對，前接匙骨，上接肩胛骨。中烏喙骨1 對。支鰭骨4對，第一、二塊接肩胛骨，第三塊連于兩骨之間，第四塊與烏喙骨相連，后接鰭條。腹鰭1對，由1 鰭棘和8 鰭條組成，位于腹面胸鰭正下方，與背鰭起點大體相對，兩側對稱。腹鰭腰帶和肩帶一樣，左右成對。支鰭骨是一較大骨片，前緣有一大叉，后緣與腹鰭鰭條相連。伊犁裂腹魚肩胛骨右上角小關節突出明顯，后匙骨更延長纖細；上匙骨較平直，而塔里木裂腹魚的略有彎曲。2 種魚的烏喙骨略呈鳥嘴狀薄骨片，左端呈細長三角形，前端較細長：塔里木裂腹魚的右下端整體向內凹陷；伊犁裂腹魚的右端略呈扇形，中部骨片由兩側向中間凹陷。

3 討論

骨骼生長發育與遺傳、營養和環境因素密切相關（劉康等，2011；王映等，2016），腦顱包藏腦和支持保護某些外部感覺器官。塔里木裂腹魚與伊犁裂腹魚腦顱的骨骼數目都是42 塊，四川裂腹魚和昆明裂腹魚（趙海濤等，2011）分布于云貴高原地區，比較發現，不同流域同屬間骨骼的形態不同：塔里木裂腹魚與伊犁裂腹魚的犁骨頂端近圓形或近橢圓形，眶蝶骨似四邊形，蝶耳骨突出部分較尖銳；而四川裂腹魚和昆明裂腹魚犁骨頂端近“▲”形，眶蝶骨似六邊形且沿中心軸對稱，蝶耳骨似平行四邊形；同一流域不同屬間骨骼也存在差異：塔里木裂腹魚和葉爾羌高原鰍Triplophysa yar?kandensis（陳生熬等，2014）分布于塔里木河水系，前者側枕骨位于基枕骨側上方，鱗骨位于腦后部；后者腦顱骨骼中無側枕骨，鱗骨退化；此外，前者翼蝶骨外接蝶耳骨，而后者則外接翼耳骨。

咽顱包圍在消化管前端，支持鰓弓、舌弓和頜弓運動（楊安峰等，2008），作為與食性相關的攝食器官，其變化更易受到棲息環境和攝食習性等的影響。四川裂腹魚和昆明裂腹魚雖與這2 種裂腹魚同為刮食性魚類，但四川裂腹魚和昆明裂腹魚的前頜骨平面較扁平，上匙骨更細長且呈長條狀。這4種裂腹魚類的咽骨和咽齒外形相似，但四川裂腹魚和昆明裂腹魚的咽骨兩端更尖銳，這與棲息環境、塔里木裂腹魚和伊犁裂腹魚雜食性偏肉類型的攝食習性相關。

鯉科魚類脊椎骨數與其系統發育和生態習性具有明顯相關性，對中國鯉形目的研究（王永梅，唐文喬，2014）表明，裂腹魚亞科的脊椎骨數最多。塔里木裂腹魚脊椎數為4+42-43+1（2尾），從第5錐體至第17錐體或第18錐體間有肋骨，數目為23或24；伊犁裂腹魚脊椎數為4+44-45+1（2尾），從第5錐體至第28或29錐體間有肋骨，數目為23或24。而四川裂腹魚脊椎數為46～48，肋骨數目為18 或19；昆明裂腹魚脊椎數為46 或47，肋骨數目為18 或19。塔里木裂腹魚和伊犁裂腹魚的脊椎數與四川裂腹魚和昆明裂腹魚的差別不大，但肋骨數明顯較多，這與其在不同河段中魚體的游動速度有關，四川裂腹魚和昆明裂腹魚生活于峽谷和流速較高的河段（武云飛，吳翠珍，1992；丁瑞華，1994），而塔里木裂腹魚和伊犁裂腹魚分布于河道回水灣等緩水處。

在長期演化過程中，面對高寒水體環境及高鹽堿地區，裂腹魚得以生存，有其獨特的骨骼進化特征。這些進化特征可作為種間分類的依據，豐富了裂腹魚類的生物學基礎，且骨骼系統的形狀和變化也彌補了裂腹魚屬骨骼資料的空白，為今后深入開展裂腹魚屬魚類的親緣關系和進化地位提供了骨骼方面的依據。