[发明专利]基于脊椎骨稳定同位素的大洋性鲨鱼生活史研究方法

说明书

本发明公开了一种基于脊椎骨稳定同位素的大洋性鲨鱼生活史研究方法，选用针对三龄及以上鲨鱼的个体，技术方案采用如下步骤：(1)提取；(2)清洗；(3)研磨；(4)微取样；(5)去除无机碳；(6)包埋。研究方法，包括如下步骤：(1)食性转换；(2)营养级评估；(3)营养生态位分化；(4)栖息地利用。本发明通过对各年轮间打点微取样，其稳定同位素携带信息可反映鲨鱼个体生活史中摄食、洄游等变化情况，有效解决了脊椎骨较难取样的问题，进一步解释大洋性鲨鱼生态角色对食物网影响的纵向深度，并对大洋性鲨鱼生态地位的关键性及冗余性作出合理解释,为大洋性鲨鱼摄食生态学研究提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及大洋性鲨鱼素材的制备及研究方法，特别涉及一种基于脊椎骨稳定同位素素材的制备方法及生活史研究方法。

背景技术

鲨鱼属脊索动物门(Chordt)软骨鱼纲(Chondrichthyes)板鳃亚纲(Elasmobranchii)，在地球上生存已超过四亿年，是现存最古老的物种之一。鲨鱼分为9目34科，全球目前共发现503种，其中我国148种，广泛分布于热带、亚热带海域。鲨鱼作为顶级捕食者，处于食物链顶端或近顶端，通过下行效应对海洋中其他物种的生存、种群变动及海洋生态系统都产生着巨大影响。有别于近海大型鲨鱼，大洋性鲨鱼由于生长缓慢、成熟期晚和繁殖力低等生活史特征,极易被过度捕捞，80％大洋性种类被ICUN评估为近危(NearThreaten)状态，且身处营养相对贫瘠的大洋，大洋性鲨鱼更多是扮演“机会主义捕食者”的角色，食性泛化(generalist)使得大洋性鲨鱼被认为是鲨鱼“顶级捕食者集团”中相当特殊的一类，目前对其生态功能的关键性和冗余性仍存在争议。因此近年来,国外对鲨鱼资源保护生物学研究逐步兴起的呼声愈发强烈。然而目前国内对鲨鱼基础生物学研究仍较少,且主要集中在近海鲨鱼的年龄、生长及生殖生物学方面，对摄食及洄游行为等仍停留在以描述性研究为主,而此类生活史信息对于掌握大洋性鲨鱼种群结构和数量变动规律至关重要,且可为资源管理和保护提供科学支撑。

稳定同位素技术是近年来生态学领域兴起的一项技术，在海洋生态系统中已得到较为广泛的应用，并逐渐成为海洋食物网研究的一种有力手段。稳定同位素因环境中及个体分馏机制的差异，生物体内稳定同位素值可用于示踪物质在生态系统中的流动。通过脊椎骨轮纹的连续性微取样，其携带的碳、氮和氧稳定同位素比值可用来反映鱼类一定时期内的摄食信息。碳和氧稳定同位素比值[δ¹³C(¹³C/¹²C)和δ¹⁸O(¹⁸O/¹⁶O)]主要用于判断食物来源和栖息环境,氮稳定同位素比值[δ¹⁵N(¹⁵N/¹⁴N)]用于估算营养级。

鲨鱼的脊椎骨主要起支撑鱼体的作用,由钙化软骨组成,主要成分为磷酸羟基磷灰石(Ca₅(PO₄)₃OH)。随着鱼类生长,脊椎骨在垂直向周期性增长一条不透明轮纹和一条半透明轮纹,刻录了精确的时间序列，因此可用于进行鱼类的年龄鉴定。通过微取样技术,这些沉淀于脊椎骨轮纹上的时间序列信息可结合稳定同位素进一步解释个体的摄食及洄游动态，其通过分析各生长周期间稳定同位素值的变化规律,以追溯鲨鱼生活史变化过程。

发明内容

本发明提供了基于脊椎骨稳定同位素的大洋性鲨鱼素材制备及生活史研究方法，其目的在于，通过微取样技术，可按年轮位置对大洋性鲨鱼脊椎骨薄片进行连续性微取样，去除无机碳后以进行稳定同位素测定，通过脊椎骨(轮纹)上的碳、氮稳定同位素比值来反映鲨鱼生活史周期内的摄食信息。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

基于脊椎骨稳定同位素的大洋性鲨鱼生活史研究方法，先制备大洋性鲨鱼素材，然后采用如下步骤：

(1)食性转换，稳定同位素信息是捕食者相对较长时期积累的结果，利用稳定同位素信息基于贝叶斯统计方法建立食物混合模型，探索生活史过程中食性的转变；