暗腹雪鸡与藏雪鸡羽毛显微结构比较

侯森林，费宜玲，刘大伟，吴邵勇

（1.野生动植物物证技术国家林业和草原局重点实验室，江苏 南京 210023；2.南京森林警察学院刑事科学技术学院，江苏 南京 210023；3.国家林业局森林公安司法鉴定中心，江苏 南京 210023）

羽毛作为鸟类最主要的外部特征，是帮助鸟类完成飞翔行为的重要结构，具有触觉和保护皮肤不受损伤的作用，还能在鸟类身体表面形成隔热层［1］。鸟类羽毛包括正羽、绒羽和纤羽3种类型，其中正羽主要包括飞羽、尾羽和体羽，正羽由羽轴和羽片组成，羽片由羽枝构成，羽枝上有羽小枝和纤毛等结构。扫描电镜下飞羽和尾羽都具有节状羽小枝、有钩羽小枝、无钩羽小枝这三种羽小枝结构，并且这三种羽小枝结构各有特征、互有差异［2-3］。我国学者从20世纪90年代起陆续对鸟类羽毛的显微结构开展研究工作，内容包括绒羽的节直径、节间距，飞羽和尾羽羽小枝上的腹齿、纤毛、羽小钩等，结果表明羽毛的某些指标可以作为鸟类种类鉴别依据［4-7］。羽毛的显微结构可以作为鸟类种属鉴定的主要依据，但是目前鸟类羽毛显微结构数据库的数据严重不足，为利用羽毛微观结构鉴定鸟类带来一定的难度。

暗腹雪鸡（Tetraogallus himalayensis）和藏雪鸡（Tetraogallus tibetanus）均属鸡形目，雉科，为国家二级重点保护野生动物。暗腹雪鸡和藏雪鸡因其食用及药用等价值［8-9］成为不法分子捕杀的对象，对其野外种群的生存产生了一定的威胁。羽毛是鸟类案件现场最容易获得的证据，本研究选择暗腹雪鸡与藏雪鸡为研究对象，利用扫描电镜观察二者飞羽、尾羽和绒羽的显微结构，如飞羽和尾羽的羽小钩数、纤毛数、腹齿数以及绒羽的节直径和基节长等显微指标，找出可用于区分二者的指标，为二者的鉴定提供依据，最终为打击野生动物犯罪提供一定的理论依据。

1 材料与方法

研究所用的暗腹雪鸡和藏雪鸡的飞羽、尾羽及绒羽均取自新疆克州森林公安局向国家林业局森林公安司法鉴定中心送检的样本，所选的样本均为成体。使用眼科剪在二者的飞羽和尾羽上各剪取羽片4枚，在腹部各拔取绒羽3枚。将羽毛分别放入体积比为1∶1的95%乙醇和乙醚的混合溶液中进行脱脂处理，在浸泡1 h后取出利用无水乙醇溶液进行清洗，自然晾干备用［10］。将处理好的羽毛置于载玻片上，从羽片中分离出羽小枝放置在导电胶上，利用S-3400NⅡ型扫描电镜观察二者羽毛的羽小枝形态并拍照，同时记录羽小枝上的纤毛数、羽小钩数和腹齿数等，数据各30组。用SPSS22.0软件进行数据分析，结果用（平均值±标准误差）表示，显著性分析采用单因素方差分析，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

飞羽和尾羽由有钩羽小枝和无钩羽小枝组成；绒羽的羽轴比较短且不具有羽小钩，不能形成羽片，主要由节状羽小枝构成。

2.1 飞羽的结构与分析

暗腹雪鸡飞羽羽枝无钩，羽小枝一侧的羽小枝为扁长形，基柄长度占整支羽小枝长度的一半左右，在羽小枝梢部有3～6个腹齿，每一个腹齿为尖三角状，且腹齿大小不一（图1a）。有钩羽小枝一侧的羽小枝长度与无钩羽小枝相当，羽小钩的钩柄较长，排列紧密，弯曲程度大，羽小钩都弯曲指向基柄一侧，每一根羽枝上的羽小钩数大多为4～8个，为单侧着生；纤毛只着生于基柄下端，为4～6对，对生在羽小枝的两侧（图1b）。

藏雪鸡飞羽的无钩羽小枝一侧相邻羽小枝之间排列紧密。腹齿数量多为3～5个，腹齿呈锯齿状（图1c）。有钩羽小枝一侧的羽小钩为单侧着生，数量较少为4～7个，前端较钝；在羽枝的末端部位有3～6对纤毛，纤毛对生于羽枝两侧，其中一侧纤毛明显长于另一侧（图1d）。

图1 飞羽的结构Fig.1 Structure of remiges

记录暗腹雪鸡与藏雪鸡飞羽的羽小钩数、纤毛数和腹齿数数据各30组，再利用SPSS22.0软件对上述数据进行差异性分析（表1）。

表1 暗腹雪鸡与藏雪鸡飞羽羽小枝结构差异比较Tab.1 Comparison on the barbules structure of remiges from T.himalayensis and T.tibetanus

统计分析表明：上述3个因子在暗腹雪鸡与藏雪鸡间差异均不显著，故飞羽的有钩羽小枝的羽小钩、纤毛和腹齿数不宜作为二者的鉴别依据。

2.2 尾羽的结构与分析

暗腹雪鸡的尾羽的无钩羽小枝一侧的羽小枝扁平生长，且小枝排列紧密相互叠压。腹齿生长于羽小枝末端多为3～6个，呈尖三角状（图2a）。有钩羽小枝一侧的羽小枝排列更为紧密，羽小钩的弯曲程度不大，并且只向基柄方向弯曲。羽小枝从中部逐渐形成3～7个羽小钩；纤毛在羽小枝末端形成，纤毛两侧的长度不等，数量多为4～7对，且羽小枝末端细长，纤毛对生，长短并无太大区别（图2b）。

藏雪鸡尾羽的无钩羽小枝的一侧的羽小枝末端有4～6个形如三角形的腹齿有序排列（图2c），羽小枝从基部到尖端逐渐变细。有钩羽小枝一侧着生有4～7个羽小钩，羽小钩较短且弯曲不明显；纤毛数为5～8对，且纤毛一侧长度明显长于另一侧（图2d）。

图2 尾羽的结构Fig.2 Structure of rectrices

记录暗腹雪鸡与藏雪鸡尾羽的羽小钩数、纤毛数和腹齿数数据各30组，进行统计分析（表2），结果表明：尾羽的纤毛数和腹齿数在暗腹雪鸡与藏雪鸡间差异均极显著、羽小钩数在二者间差异显著，因此可以利用尾羽的纤毛数、羽小钩数和腹齿数可作为鉴别暗腹雪鸡与藏雪鸡的依据。

表2 暗腹雪鸡与藏雪鸡尾羽羽小枝结构差异比较Tab.2 Comparison on the barbules structure of rectrices from T.himalayensis and T.tibetanus

2.3 绒羽的结构与分析

暗腹雪鸡和藏雪鸡绒羽的羽枝之间排列不紧密，均由节状羽小枝组成，羽小枝上形成的节朝向羽小枝的端部，节部位有多个尖角，由基部到尖部节直径逐渐变小（图3）。

图3 绒羽的结构Fig.3 Structure of downy feathers

记录暗腹雪鸡与藏雪鸡绒羽的节间距、节直径和基节长数据各30组，差异性分析（表3）表明：绒羽羽小枝的节直径和基节长在暗腹雪鸡和藏雪鸡间差异显著，而节间距差异不显著，因此绒羽节直径和基节长可作为鉴别暗腹雪鸡与藏雪鸡的依据。

表3 暗腹雪鸡与藏雪鸡绒羽结构的差异比较Tab.3 Comparison on the barbules structure of downy feathers from T.himalayensis and T.tibetanus

3 讨论

鸟类的飞羽及尾羽的显微结构对物种的鉴定具有重要的价值，在很多研究中都得到了验证［11-14］。本研究中暗腹雪鸡飞羽的纤毛数、羽小钩数和腹齿数均较藏雪鸡多；尾羽的羽小钩数暗腹雪鸡较藏雪鸡多，而纤毛数和腹齿数较藏雪鸡少；暗腹雪鸡绒羽的节间距较藏雪鸡的长，基节长和节直径较藏雪鸡短。尾羽的羽小钩数、纤毛数、腹齿数，绒羽的节直径和基节长可作为鉴别暗腹雪鸡和藏雪鸡的依据，而飞羽的几个指标不宜作为鉴别二者的依据，因此利用飞羽很难区分二者。

在雉科鸟类中飞羽有钩羽小枝的纤毛均匀排列在羽脉上，背部的纤毛与腹部相比粗细一致但长度稍短；羽小钩数量多为4～9个，且羽小钩较长；在有钩羽小枝的基部有一层透明薄膜［15］。通过对暗腹雪鸡与藏雪鸡的微观结构的实验结果分析，暗腹雪鸡的飞羽的纤毛数大多为4～6对，藏雪鸡飞羽纤毛数大多为3～6对，且有钩羽小枝基部具有透明薄膜，所以同科鸟类的飞羽微观结构较为相似。

黎红辉等［16］对20种鸟类绒羽羽小枝的显微结构研究中发现，绒羽的节间距和节直径在不同目间存在不同程度的差别，同科不同属的种类也存在一定的差异，同属种类除红腹角雉（Tragopan temminckii）与黄腹角雉（Tragopan caboti）的节间距有差异外，所研究的其它同属间其它物种间差异多不显著，如锦鸡属的白腹锦鸡（Chrysolophus amherstiae）和红腹锦鸡（Chrysolophus pictus）、长尾雉属的白冠长尾雉（Syrmaticus reevesii）和白颈长尾雉（Syrmaticus ellioti）间在节间距与节直径上均无显著性差异。侯森林［17］对10种隼形目鸟类绒羽的研究中发现，同科的不同种类绒羽的节间距、节直径除个别种类间无差异外，其它任何2个种类间至少有1个参数差异显著或极显著。蒋敬和周用武［18］在对黄腿渔鸮（Ketupa flavipes）、斑头鸺鹠（Glaucidium cuculoides）和红角鸮（Otus scopus）绒羽的研究中发现三者的节间距均存在显著或极显著的差异。这些研究说明了利用绒羽的显微结构进行物种鉴定具有一定的可行性，但较为复杂。

本研究中暗腹雪鸡绒羽的节间距（43.9±5.9）μm与同科鹌鹑（Coturnix coturnix）（31.3±1.99）μm和红腹锦鸡（46.9±12.94）μm相比，在数值上存在一定的差异；藏雪鸡的节间距（42.2±5.65）μm与鹌鹑和红腹锦鸡相比，在数值上也存在一定的差异。暗腹雪鸡绒羽的节直径（8.82±1.11）μm与鹌鹑（8.7±1.1）μm差别不大，与红腹锦鸡（9.8±1.87）μm差别较大；藏雪鸡的节直径（11.07±1.61）μm与鹌鹑和红腹锦鸡在数值上差别均较大［16］。这些也说明利用绒羽的显微结构进行物种鉴定需要将多个指标综合起来考量。

以上分析表明，鸟类的羽毛（包括飞羽、尾羽、绒羽等）的显微结构在不同的物种间均或多或少的存在差异，可为物种的鉴定提供重要依据，但羽毛的显微结构相对较为复杂，需要不断深入研究，积累相关的资料，为利用羽毛的显微结构鉴定物种打下扎实的基础。