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皮鳞鱼:湟鱼返祖引生物学家关注

发布时间:2015-06-29 

   1962年的一天,一尾小鱼在青海湖中静静游弋。它体态修长,色泽黄褐,这条鱼引起了前来考察的生物学家的关注。此时,这条鱼并不知道,自己身上隐藏的一种祖先的基因信息,将对人类了解青海湖这个浩瀚湖泊中的鱼类资源演变提供线索。

被雪藏的珍贵标本

2014年11月27日,中国科学院西北高原生物研究所标本馆的博士研究生李文靖来到标本馆。他在一个标本瓶前驻足,仔细观察起来。

这只标本瓶中,装着4条鱼,大的十几厘米,小的只有七八厘米,它们都是上世纪60年代采集于青海湖。“全身被着排列不整齐、分布不均匀、较大、埋于皮下的鳞片”,这是它们共有的体貌特征。也正是因为这个原因,让它们拥有过一个特别的名字——皮鳞鱼。

李文靖介绍,自上世纪60年代初,中国科学院西北高原生物研究所组织了多次规模不等的生物学综合考察,或派人参加了国内组织的有关综合科学考察,其中,参加的鱼类学家有武云飞、朱松泉,水生生物研究所的岳佐和等人。他们通过收集到的大批标本及实地勘察资料,对青海湖裸鲤做了分类、研究。“这4条采于青海湖的皮鳞鱼就是上世纪60年代科学考察活动的收获。除此之外,标本馆内还有一条采自西藏的皮鳞鱼标本。”李文靖说。

由于地处偏远、科研滞后等原因,有关青海鱼类的记载一直鲜见于古籍文献。直到1727年,在相关的历史文献中才有了关于青海湖有鱼的记载。

据清代古籍《藏纪概》记载:“青海有鱼似鲟鳇,甚多,皆无鳞甲。”曾任陕甘总督的杨应琚在《西宁府新志》卷四地理山川部中,写下了“十三志云,青海在临羌县西……有鱼无鳞……背负黑点……”还在卷八地理物产部中记下了“贵德所鱼产黄河,西宁东鳞止类止有鱼三四种而具无鳞……鱼产黄河”;《循化志》中记有“黄河中鱼甚多,……有鲶鱼、白鱼、鲤鱼,垢鱼口大反唇无鳞”。

这些有关青海鱼类的记述,虽然只有寥寥数字,但无不强调突出了“无鳞”这一特征。而科学家们在对青海湖展开的鱼类调查也显示,青海高原的鱼类以裂腹鱼和高原鳅为主,这些都是以无鳞或只有少数鳞片为显著特征。

从青海湖采集到的这些长有不规则形状鳞片的鱼,到底是什么鱼呢?它们身上的这些鳞片,又蕴藏着什么样的生物学信息呢?

在班公湖找到族亲

就在武云飞、朱松泉对这些标本展开初步研究之时,1964年,中国科学院的水生生物专家岳佐和、黄宏金在西藏羊卓雍湖也采集到了这种有鳞鱼。他们大胆地以这些鱼为模式,建立了皮鳞鱼属,“所依据的主要特征正是它们全身被着排列不整齐、分布不均匀、较大、埋于皮下的鳞片,并以极其相似于裸鲤属而定的属名。”李文靖介绍。

自此,生物学上便出现了“皮鳞鱼属”,有关这种鱼的命名仿佛已经尘埃落定。

1975年,武云飞、朱松泉又在西藏班公湖采集到了一条皮鳞鱼。他们将这条皮鳞鱼拿给当地渔工和牧民群众时,牧民们也对这种长有鳞片的鱼感到震惊,认为这在当地是极为罕见的。这次,武云飞、朱松泉产生了疑问:皮鳞鱼所具有的鳞片特征,在分类学上是否可以作为划分属、种的依据?

为了解开这个疑问,武云飞、朱松泉立即对已经采集到的皮鳞鱼标本与青海、西藏三地已知属种正常的无鳞鱼,展开了比较、研究,期望能有所突破。

武云飞、朱松泉发现,在体貌上,除身体是否被有鳞片的差别之外,皮鳞鱼与无鳞鱼的主要形态特征、鳃耙数目及身体各项比例的变异范围完全一致。通过解剖镜,他们惊奇地发现,皮鳞鱼的体鳞结构与它们各自的肩鳞相同。“皮鳞鱼的肩鳞和臀鳞,也与当地无鳞鱼的相应鳞片的结构相同。体鳞的分布情况随个体而异。同一个体的体鳞,大小和形状差异显著。这些都说明皮鳞鱼的体鳞具有极大的差异性,很不稳定。”李文靖介绍。

由此,武云飞、朱松泉认为用身体上出现的这种鳞片作为主要分类依据是不可靠的。他们推测:这种被有不规则鳞片的皮鳞鱼,应是无鳞鱼中身体上呈现鳞片征状的个体,即返祖现象的个体变异!

原是裸鲤返祖

武云飞、朱松泉认为,羊卓雍湖的标本出现率不及渔捞量的万分之一,根据1962年至1965年生物学家们搜集的青海湖皮鳞鱼标本,不及当时总产量的千万分之一。1974年,在班公湖也是首次发现此类标本。由此看来,皮鳞鱼是十分稀少而罕见的,在青海、西藏的湖水中,并没有形成一个独立的种群。作为自然界中的一个独立种群,是由具有相对稳定形态特征的许多个体组成的。个别地存在于自然界中的个体,可能有两种情况,即天然杂交或返祖现象。天然杂交中,在鱼类中屡见不鲜。然而在青海湖和羊卓雍中的鱼类仅有不被鳞片的裸鲤属和高原鳅属,因此,不可能产生被有鳞片的杂交种。

“今天的裂腹鱼亚科的许多属、种则是不同程度地被有鳞片,或是部分消失,或是全身几乎裸露无鳞片。据已有研究,无鳞鱼的退化是由于对高原特定水域条件长期适应而特化的结果。因此说皮鳞鱼身体上出现的鳞片是无鳞鱼祖先鳞片特征的重现,是有历史根据的。”李文靖说。

通过对这些皮鳞鱼和相应的正常无鳞鱼标本的比较分析,鉴于皮鳞鱼所表现出的返祖征状,是一种生物进化过程中的特殊现象,具有一定的生物学意义。

皮鳞鱼消隐青海湖

从上世纪60年代至上世纪80年代,这种长着有鳞鱼以一个新的种属皮鳞鱼属引起了科学界的误会,根据自己的研究分类,武云飞、朱松泉确证了这种皮鳞鱼就是青海湖裸鲤,所以,他们提出了应废除皮鳞鱼属、种的命名的建议。然而他们认为,皮鳞鱼在分类学上,虽不能成为一个独立的种,在生物进化中仍然意义重大。

鳞片返祖变异的标本,不仅为裂腹鱼类适应高原环境而特化的推论提供了物证,同时也填补了裂腹鱼类从有鳞到无鳞之间的鸿沟。在地理位置上相隔数千公里的三个不同产地的三个已知种中,都出现了鳞片的返祖变异,这样的变异看来是偶然的,但或许能为研究裂腹鱼类的演化史,提供一些线索。返祖变异的事实,还说明无鳞鱼鳞片的退化,是在漫长的演化过程中,通过鳞片退化和重现这一对矛盾因素的相互作用,不断斗争来实现的。其变异的实质,在于无鳞鱼个体内部的矛盾因素相互斗争形式的多样化和复杂性,导致多种鳞片分布形式,即几乎裸露的个体最多,局部出现鳞片的较少,全身被鳞者罕见。总之,地处高原的无鳞鱼进化发展的总趋势是鳞片退化。

“ 五十多年过去了,由于种种原因,专家们再也没有采集到皮鳞鱼,这种返祖现象的原因还没有确切答案。目前,西北高原生物研究所的鱼类专家在对青海湖裸鲤展开功能基因定位工作,试图解开青海湖裸鲤的鳞片在漫长的进化过程中消失的原因。因为这些鳞片都是不规则形状的,活体标本很难再次采集到,因此很难能确定它们能否起到鳞片应有的保护作用。”李文靖介绍。(西海都市报 郭晓芸)

皮鳞鱼标本的皮下有明显的鳞片痕迹

皮鳞鱼具有鲜明的裂腹鱼特征