摘要:随着国家对资源的重视和科学技术的日益发展,生物标本的价值得到更进一步提升。鱼类标本的规范采集、记录和制作保存是鱼类学研究的前提和基础。本文在借鉴已有相关工作的内容,结合作者近年在科学考察和实验室标本处理的规程和经验,介绍了野外不同环境条件下鱼类采集的特点和使用工具,如何对已采集的标本拍照、基础生物学测量、编号记录、分子材料的获取和保存,以及如何室内制作浸制标本、剥制标本、骨骼标本和透明标本的常用流程。以期指导和帮助鱼类科研人员和学生们能更好地收集和保藏高质量鱼类标本,确保在记录国家生物种质资源和后续纵深研究中发挥更大的作用。
关键词: 鱼类, 标本采集, 标本处理与信息记录, 分子实验材料获取, 标本制作与保存
鱼类常用野外采集工具及相关用品
- 书面材料:单位公函、项目执行书、捕捞采集证明、租用车辆合同和个人身份证明等
- 通讯联络设备: 电话 (手机、海上作业卫星电话等)、对讲机、警哨等
- 采集工具
- 记录工具
- 测量及解剖工具
- 个人野外采集装备及药品
常用标本制作药品
- 固定液、保存液和防腐剂:常用为5%-10%福尔马林 (甲醛溶液和水按照1:19或1:9比例混合制成) 和酒精 (浓度99%以上纯乙醇和75%乙醇) 等
- 麻醉剂:用于活体标本麻醉便于固定,常用乙醚和丁香油 (牙科医用)
- 漂白溶液:2%-3%双氧水 (H2O2) 或0.5%-0.8%过氧化钠溶液 (Na2O2)
- 剥制制作药品:75%-95%酒精;明矾 (十二水硫酸铝钾)、食盐和水按照1:2:10配制的剥制浸泡溶液
- 干制 (骨骼) 制作药品:汽油、95%以上乙醇、0.5%-0.8%氢氧化钠溶液 (NaOH) 或氢氧化钾 (KOH) 溶液
- 透明骨骼制作药品:11%-3%氢氧化钾 (KOH) 溶液、30%饱和硼酸 (H3BO3) 溶液胰蛋白酶、冰醋酸 (CH3COOH)、阿利新蓝 (Alcian Blue 8GX) 染色、茜素红 (Mordant Red 3) 乙醇液 (茜素饱和溶液与70%的酒精按1:9配置)、95%的乙醇、甘油 (30%、70%、100%)
注:3-6提及的药品通常为采集后实验室标本制作的药品
标本野外采集与制作步骤
一、采集前准备工作
- 采集前首先明确采集地区 (流域) 的范围和收集本底资料。收集该地区或流域以往文献和调查资料,以便了解拟采地区所分布的鱼类种类和相关环境资料,如水系、地形地貌、水文条件和交通状况等,同时了解拟采地区的地方法律法规、禁渔期和禁捕区、特殊区域 (如西藏地区) 少数民族的特殊风俗习惯等信息。
- 采集前需提前联系中华人民共和国农业农村部渔政局或下属各省级主管部门,并办理捕捞许可等相关手续,尤其是采集列入国家重点保护名录的鱼类,必须得到相关部门的特殊批准。另外,正式采集前仍需提前与地方相关行政管理部门取得联系,以求得到当地主管部门的支持和协助。如果非个人采集,还需获取所在单位的介绍信或工作接洽函以便后续工作的开展。
- 出发前制定较为合理的野外采集计划,包括行程路线、日期和采集目标、采集量等。一是为后续能快速开展工作;二是使让当地主管部门了解野外调查计划,便于协助。
- 根据拟采地区水环境、地形、潮汐和天气的状况,准备相适合的采集工具、野外调查装备及个人必需用品和药物等;提前办理好必要的相关证明材料、出差手续、人身保险和疫苗注射 (如果进入疫区采集);知晓在采集过程中可能会面对的突发自然灾害及应对方法。对于高原、滩涂和地下洞穴等特殊环境采集,则应进行适应性训练或雇请当地有经验的渔民或村民做向导,并参与实际采集工作。
二、标本采集基本方法和过程
- 标本直接采集
在采集地采集前和过程中,应随时注意气候变化、水位变化及周边环境情况。在保证人身安全的情况下,根据不同水体环境采用相适合的、较为有效的捕捞工具,至少两人协同采集。具体捕捞工具选择和使用情况如下: - 聘请当地渔民或专业人员协助采集
在一些淡水水域状况复杂地区,尤其是对该地区水环境并不熟悉的情况下,可以雇请当地渔民或居民协助进行标本采集。海洋鱼类采集可以跟随渔船或科学考察船,根据采集目标,采用不同网具 (流刺网、拖网、鱼叉、钓竿等) 进行采集。未经过专业洞穴探险训练人员,洞穴采集最好请洞穴探险专业人员和熟悉洞穴环境人员随行陪同,并携带好必要的采集工具。
- 市场或水产码头购买
通过当地的农贸市场、鱼市场或水产码头,根据需求购买、收集鱼类样本,购买同时应询问其捕捞的详细时间、地点和方式,以及是否为养殖品种,避免购买到非本地鱼类。
通过上述方法收集到的鱼类标本,应尽快带回室内予以测量、解剖、取材、固定等处理。活体鱼类需暂养在放置氧气泵的容器内,用于后续活体拍照或取材;若非特殊要求,采集到一定数量的鱼类标本后,多余个体应予以放生。
三、野外标本处理
- 野外采集记录
野外记录采集地的相关信息对日后研究工作十分重要。因此在开始采集前,应先使用GPS、水质分析仪等设备对相关参数进行测定,然后用记录表 (本) 记录采集地地理信息及其生境信息,包括采集时间、地点、河流名 (水系)、经纬度、海拔、水质信息 (pH、水温、溶氧量、水体颜色、透明度等)、周边植被覆盖情况和干扰类型等 (表2),最好使用照相设备对采集地的生态环境和周边生境拍照记录,方便后期工作。
标本采集结束后,及时在野外对所采集到的鱼类标本进行初步鉴定,根据研究目标,筛选研究对象并记录;根据采集实际进展,选择当场或回到驻地对标本拍照、生物学测量、分子材料采取、打标签和标本固定等后续工作。
表2. 野外生境记录表
- 拍照与测量
- 组织材料采取
为后续进一步深入研究,一般对所采集到的鱼类样本进行固定和组织材料的二次取样,按用途大致分为两类:分子实验材料和生物学研究材料。 - 野外标本固定、保存
鱼类标本在使用固定防腐液固定保存之前,需对标本打野外采集标签 (具体方法见3. 组织材料采取)。由于野外采集工作繁重、时间紧迫,一般只对采集过组织材料或拍照的标本打野外标签,其余皆回到实验室或标本库分类鉴定后进行编号工作。
野外标本固定、保存步骤如下 (冯恩慧和陈炜,1998;伍玉明,2010;周伟等,2021):
四、标本制作
鱼类标本类型较多,主要包括浸制标本、剥制标本、干制 (骨骼) 标本和透明标本。浸制标本是将鱼类整体或部分部位直接放入各种化学药品固定保存的一类标本;剥制标本是指通过各种方法保留鱼皮并将其填充各种材料恢复至原有状态的标本;骨骼标本是指将鱼类整体或部分 (主要为头部) 经过各种方法剔除鱼类内脏、肌肉等组织仅保留骨骼,并通过化学药品去脂、漂白并将骨骼整形串联的一类标本 (伍玉明,2010)。透明骨骼标本是指小型鱼类经过化学药品脱脂、透明和染色后,可被清晰观察其硬骨和软骨组织。这些标本所采用制作的方法有所不同。
- 浸制标本制作
鱼类整体浸制标本具体步骤见“4. 野外标本固定、保存”。鱼类解剖标本是用于显示鱼类内脏结构的一类标本,但鱼类这类标本很少制作。基本步骤为用剪刀剖开侧面体壁暴露出内部结构 (或单独将某器官浸制),将标本或器官然后放入固定液中 (10%福尔马林溶液),多次置换溶液直至固定,然后放入5%福尔马林溶液 (或与甘油混合液) 再固定2-3周,最后放入有保存液的玻璃标本瓶中,用凡士林或石蜡密封,防止固定液挥发或泄露。外贴相关信息标签 (李典友和高本刚,2016)。
图18. 浸制标本保存 A. 软骨鱼浸泡标本;B. 硬骨鱼浸泡标本 (张洁 摄)
- 剥制标本制作
剥制法一般适用于体形较大且皮肤和鳞片完整的鱼类,如鲨鱼、鳐类、鲤鱼。剥制标本制作技术复杂,基本过程如下 (参考李典友和高本刚,2016;武汉大学和南京大学,1978;伍玉明,2010;郑伟,2009;周伟等,2021): - 骨骼标本制作
应选择新鲜完整、骨骼硬化好、个体稍大的鱼类标本用于制作骨骼标本。经过处死后,制作具体实施步骤如下 (参考曹天玲等,2018;李典友和高本刚,2016;苏怀栋等,2012;薛大勇,2010;肖方,1999;伍玉明,2010;周伟等,2021): - 透明标本制作
鱼类透明标本,一般选择体长10 cm以下的鱼类制作效果较好。透明标本制作是应用化学药品和物理方法使肌肉透明、骨骼着色从而显示出生物体的骨骼发育情况 (刘万祥等,2002)。通过透明标本,可直观地观察到鱼类的骨骼发育状况及骨骼特征。
标本透明处理步骤如下 (参考白凤熙,2012;顾昌栋,1955;李婷和钱玉林,2017;吕建伟等,2001;薛大勇,2010;伍玉明,2010):在鱼类学调查和研究中,从标本采集、固定、保存、测量和解剖到物种的鉴定,每一步均看似简单,但都要严格、规范地执行,确保标本的保藏价值和科学利用价值,并为进一步纵深研究做好准备和保障。
致谢
感谢中国科学院昆明动物研究所舒树森助理研究员、付贵权博士研究生,浙江省森林资料监测中心周佳俊,安徽大学孙佳琪,以及冯新明、王宽和陈炜先生等人在野外采集或标本照片提供上给与的帮助。感谢国家自然科学基金 (31872202)、中国科学院东南亚生物多样性研究中心资助 (Y4ZK111B01) 以及科技基础性工作专项"藏东南动物资源综合考察和重要类群资源评估" (2014FY210200)、"武陵山生物多样性综合考察"项目 (2014FY10100) 和中国科学院先导科技专项 (A) “物种多样性信息平台”子课题(XDA19050202) 执行过程中获得的宝贵资料。特别致谢中国科学院动物研究所伍玉明先生等人之前对标本采集规范化所做的研究和推进。
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