侯森林，費(fèi)宜玲，劉大偉*，張 寧

(1.南京森林警察學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，野生動(dòng)植物物證技術(shù)國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023；2.國(guó)家林業(yè)和草原局森林公安司法鑒定中心，江蘇 南京 210023)

羽毛是鳥類表皮細(xì)胞衍生的角質(zhì)化產(chǎn)物，被覆在體表，是野生動(dòng)物案件中對(duì)鳥類進(jìn)行種屬識(shí)別的重要依據(jù)之一。利用羽毛進(jìn)行物種鑒定有兩種成熟的方法，一是利用分子生物學(xué)方法，二是通過(guò)形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。分子生物學(xué)對(duì)檢材的要求比較高，而實(shí)際鑒定中的羽毛有的已經(jīng)理化處理，不能提取出DNA，無(wú)法利用此方法來(lái)進(jìn)行物種的鑒定，同時(shí)DNA鑒定成本相對(duì)較高、鑒定時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。相對(duì)而言，鳥羽形態(tài)結(jié)構(gòu)鑒定的影響因素相對(duì)較少，因此利用羽毛顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行物種鑒定具有一定的優(yōu)勢(shì)。

鳥羽分為正羽、絨羽和纖羽等，其中正羽為主要分布于體表及被覆體外的大型羽片，絨羽密生在正羽下面，蓬松成絨狀，纖羽散在正羽及絨羽之間[1]。飛羽、尾羽和體羽主要由有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝組成，絨羽主要由節(jié)狀羽小枝組成，研究?jī)?nèi)容包括絨羽的節(jié)基長(zhǎng)、節(jié)直徑、節(jié)間距，飛羽、尾羽羽小枝上的腹齒、纖毛、羽小鉤以及同種性別間羽毛顯微結(jié)構(gòu)的差異[2-4]等，涉及的類群包括鸮形目[5-7]、雞形目[8-9]、隼形目[10-12]、鶴形目[13-15]等。這些均可作為分類學(xué)研究和物種鑒定的科學(xué)依據(jù)，對(duì)保障瀕危野生鳥類生存具有重要意義。

白鷺(little egret,Egrettagarzetta)和大白鷺(great egret,E.alba)通體白色，外觀形態(tài)主要區(qū)別于體型大小，二者是案件中比較常見的物種，而羽毛是鳥類案件現(xiàn)場(chǎng)最容易獲得的物證之一。白鷺和大白鷺羽毛的宏觀形態(tài)極為相似，僅憑羽毛的外觀形態(tài)無(wú)法識(shí)別，故本研究選用兩種鳥的飛羽、胸羽、尾羽及蓑羽4類羽毛進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀察，以期為白鷺和大白鷺的種屬鑒定提供參考，同時(shí)為二者羽毛的研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 供試材料及處理

供試樣本來(lái)自于南京森林警察學(xué)院動(dòng)物標(biāo)本室及執(zhí)法機(jī)構(gòu)委托國(guó)家林業(yè)和草原局森林公安司法鑒定中心進(jìn)行鑒定的檢材，所選白鷺和大白鷺均為成體，且均在繁殖期，分別剪取白鷺和大白鷺飛羽、胸羽和尾羽各10片(每個(gè)體取2～3片)，樣本來(lái)源于8個(gè)不同個(gè)體(每種4個(gè)體)，其中飛羽、胸羽和尾羽選擇羽片中間部位作為研究對(duì)象。由于蓑羽未形成羽片，則分別取白鷺和大白鷺背部蓑羽各8根(每個(gè)體取4根)作為研究對(duì)象。

將所取的羽毛分別放入盛有95%乙醇與乙醚(體積比為1∶1)混合液的試管內(nèi)脫脂20 min，用無(wú)水乙醇浸泡清洗，在通風(fēng)處自然晾干，再通過(guò)超聲波振蕩器使其羽小枝展開，將處理后的羽毛樣本放入S-3400NⅡ型掃描電鏡(日本日立公司產(chǎn))內(nèi)觀察飛羽、胸羽、尾羽和蓑羽的結(jié)構(gòu)與形態(tài)并拍照[16]，同時(shí)記錄羽小枝上的基柄長(zhǎng)、腹齒數(shù)、羽小鉤數(shù)和纖毛數(shù)，每個(gè)因子均記錄30組數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 18.0對(duì)觀察得出的4類羽毛的4個(gè)因子數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著性分析采用單因素方差分析，P<0.05 表示差異顯著，P<0.01 表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

掃描電鏡觀察后發(fā)現(xiàn)白鷺和大白鷺的飛羽、胸羽和尾羽均由有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝組成，羽枝一側(cè)為有鉤羽小枝，另一側(cè)為無(wú)鉤羽小枝。飛羽和尾羽相鄰羽枝的有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝可以緊密地勾連在一起，形成堅(jiān)實(shí)的羽片；而胸羽未能形成緊密堅(jiān)實(shí)羽片，羽小枝排列較為松散，蓑羽均由若干完整蓑羽羽枝組成，兩側(cè)羽小枝差異不明顯，且均無(wú)羽小鉤(圖1)。

2.1 飛羽的觀察比較

2.1.1 白鷺飛羽

無(wú)鉤羽小枝在羽枝一側(cè)排列緊密，彼此間相疊平行，羽枝中部的羽小枝從基部到中段部位略微向內(nèi)卷縮，羽小枝基柄部扁平，基柄部末端出現(xiàn)4～5枚鋸齒狀腹齒，在羽小枝末端變細(xì)延長(zhǎng)，呈細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)(圖1A)。有鉤羽小枝較無(wú)鉤羽小枝略長(zhǎng)，彼此交錯(cuò)平行，緊致排列，羽小枝中段部分有彎曲現(xiàn)象，彎曲弧度不大，并向羽枝方向彎曲，在彎曲部位往上著生2～3枚扁平狀腹齒，羽小鉤著生在腹齒上部，彎向基柄一側(cè)，一般為3～4枚，纖毛著生于羽枝的中下段，在羽小枝的末端對(duì)生于兩側(cè)，一般為5～6對(duì)，且兩側(cè)長(zhǎng)度基本一致(圖1B)。

2.1.2 大白鷺飛羽

大白鷺飛羽和白鷺飛羽微觀結(jié)構(gòu)相同，都是由無(wú)鉤羽小枝和有鉤羽小枝構(gòu)成。無(wú)鉤羽小枝緊密平行排列在羽枝一側(cè)，并有一定弧度的彎曲，靠近羽小枝末端著生有鋸齒狀腹齒3～4枚，羽小枝末端變細(xì)延長(zhǎng)，呈細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)(圖1C)。有鉤羽小枝垂直于羽枝展開，相較于無(wú)鉤羽小枝長(zhǎng)度略長(zhǎng)，羽小枝中段部分有波浪形彎曲，彎曲弧度和白鷺相近，在彎曲部位往上著生2～3枚鋸齒狀腹齒，彎向基柄一側(cè)，彎曲度和白鷺相似，且羽小鉤數(shù)量和白鷺相當(dāng)，纖毛對(duì)生于羽小枝末端，兩側(cè)長(zhǎng)度不一，多為4～5對(duì)(圖1D)。

記錄白鷺和大白鷺飛羽有鉤羽小枝的羽小鉤、腹齒、纖毛數(shù)、柄長(zhǎng)以及無(wú)鉤羽小枝的腹齒以及基柄長(zhǎng)數(shù)據(jù)各30組，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果見表1。

表1 白鷺和大白鷺飛羽的羽小枝微觀結(jié)構(gòu)差異比較

分析表明，除有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝的腹齒外，其余幾個(gè)因子在白鷺和大白鷺之間均存在極顯著的差異，故飛羽有鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)、羽小鉤數(shù)和纖毛數(shù)和無(wú)鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)均可作為二者的鑒別依據(jù)。

2.2 胸羽的觀察比較

2.2.1 白鷺胸羽

白鷺的胸羽羽枝斜生于羽軸上，羽小枝斜生于羽枝上，其夾角不超過(guò)45°。無(wú)鉤羽小枝在羽枝一側(cè)排列稀疏，彼此平行不交錯(cuò)，羽小枝基部為扁平狀，到末端逐漸收縮變窄，并有3～4枚鋸齒狀腹齒著生于近末端部位，部分無(wú)鉤羽小枝末端變細(xì)延長(zhǎng)，呈細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)(圖2A)。有鉤羽小枝與無(wú)鉤羽小枝近似等長(zhǎng)，有鉤羽小枝之間緊密排列，但卻比飛羽的有鉤羽小枝排列稀疏，在有鉤羽小枝中段著生1枚扁平狀腹齒，從中段到末端著生2～3枚羽小鉤，纖毛著生于單側(cè)，為2～3枚，末端羽小枝異化為細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度較長(zhǎng)(圖2B)。

2.2.2 大白鷺胸羽

大白鷺胸羽羽片上的羽枝結(jié)合更為緊密，和白鷺胸羽微觀結(jié)構(gòu)基本相同，均由無(wú)鉤羽小枝和有鉤羽小枝構(gòu)成。大白鷺胸羽無(wú)鉤羽小枝排列比飛羽無(wú)鉤羽小枝稀疏，羽小枝彼此間相互平行，并有一定間隙，與羽枝呈45°夾角，鋸齒狀腹齒著生于羽小枝近末端，梯狀排列，末端變細(xì)延長(zhǎng)，呈絲狀結(jié)構(gòu)(圖2C)。有鉤羽小枝排列較為緊密，彼此間相互平行不交叉，和白鷺胸羽有鉤羽小枝形態(tài)相近。羽小鉤著生于羽小枝中段部分，從中段部分單側(cè)向末端逐步擴(kuò)展形成羽小鉤3～4枚，彎向基柄一側(cè)，彎曲程度較大，纖毛著生于羽小枝近末端，單側(cè)著生，數(shù)目多為4～5枚(圖2D)。

記錄白鷺和大白鷺胸羽有鉤羽小枝的腹齒數(shù)、羽小鉤和纖毛數(shù)、基柄長(zhǎng)以及無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)和基柄長(zhǎng)數(shù)據(jù)各30組，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果如表2。

表2 白鷺和大白鷺胸羽羽小枝微觀結(jié)構(gòu)差異比較

分析表明，上述的幾個(gè)因子在白鷺和大白鷺之間均存在顯著或極顯著的差異，故胸羽有鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)、腹齒數(shù)、羽小鉤和纖毛的總數(shù)以及無(wú)鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)和腹齒數(shù)均可作為二者的鑒別依據(jù)。

2.3 尾羽的觀察比較

2.3.1 白鷺尾羽

白鷺的尾羽羽小枝斜生于羽枝上，與基柄夾角近45°，有鉤羽小枝比無(wú)鉤羽小枝略長(zhǎng)(圖3A、3B)。無(wú)鉤羽小枝排列較為稀疏不緊密，彼此相互平行，在無(wú)鉤羽小枝近末端部位著生2～3枚鋸齒狀腹齒，在無(wú)鉤羽小枝末端變細(xì)延長(zhǎng)，呈細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度較長(zhǎng)(圖3A)。有鉤羽小枝排列較為緊密，羽小枝之間相互平行排列，基部到中段部位扁平狀，1枚扁平狀腹齒著生于羽小枝中上部位，羽小鉤彎曲程度明顯，并彎向基柄一側(cè)，羽小鉤數(shù)量多為4～5枚，且長(zhǎng)度較長(zhǎng)，纖毛對(duì)生于有鉤羽小枝下端部位，多為6～7對(duì)，一側(cè)明顯，另一側(cè)不明顯，且羽小枝兩側(cè)的纖毛長(zhǎng)度不一(圖3B)。

2.3.2 大白鷺尾羽

大白鷺尾羽羽小枝也斜生于羽枝上，與基柄夾角約45°，近似于白鷺尾羽的微觀結(jié)構(gòu)，無(wú)鉤羽小枝和有鉤羽小枝構(gòu)成緊密程度也相似(圖3C、3D)。無(wú)鉤羽小枝緊密排列在羽枝一側(cè)，彼此間相疊平行，無(wú)鉤羽小枝近末端著生2～3枚鋸齒狀腹齒，且腹齒延伸處方向有3～4枚纖毛著生于末端羽小枝單側(cè)，且末端羽小枝變細(xì)延長(zhǎng)，呈細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(圖3C)。有鉤羽小枝相互緊密排列，彼此間有輕微重疊，腹齒出現(xiàn)在羽小枝中段，多為1～2枚，羽小鉤著生于中上段部位，彎曲程度較為明顯，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，偏向基柄，多為4～5枚，纖毛對(duì)生于有鉤羽小枝下端至末端，多為7對(duì)，且兩側(cè)纖毛近似等長(zhǎng)(圖3D)。

記錄白鷺和大白鷺尾羽有鉤羽小枝的羽小鉤、腹齒數(shù)、纖毛數(shù)、基柄長(zhǎng)以及無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)及基柄長(zhǎng)數(shù)據(jù)各30組，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果見表3。

表3 白鷺和大白鷺尾羽的有鉤羽小枝微觀結(jié)構(gòu)差異比較

分析表明，上述的幾個(gè)因子在白鷺和大白鷺之間均存在極顯著的差異，故尾羽的有鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)、腹齒數(shù)、羽小鉤和纖毛的總數(shù)以及無(wú)鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)和腹齒數(shù)均可作為二者的鑒別依據(jù)。

2.4 蓑羽的觀察比較

蓑羽是鷺科鳥類所特有的一種裝飾性羽毛，僅處于繁殖期的成鳥才具有，其外形如同蓑衣，主要著生在胸部及背部，不能形成羽片，形態(tài)細(xì)長(zhǎng)。

2.4.1 白鷺?biāo)蛴?/p>

白鷺的蓑羽羽小枝斜生在羽枝上，排列極為稀疏，彼此間相互平行，羽枝兩側(cè)均未發(fā)現(xiàn)腹齒與羽小鉤，一側(cè)羽小枝中部單側(cè)多著生1枚纖毛，偶有2枚；另一側(cè)羽小枝長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，中部單側(cè)多著生2～4枚纖毛，羽小枝末端形態(tài)扁平(圖4A、4B)。

2.4.2 大白鷺?biāo)蛴?/p>

大白鷺?biāo)蛴鸷桶標(biāo)蛴鹞⒂^結(jié)構(gòu)較為相似，總體差異不明顯，羽小枝之間排列比白鷺較為緊密，彼此間相互平行，兩側(cè)羽小枝均未發(fā)現(xiàn)腹齒與羽小鉤，一側(cè)羽小枝的末端單側(cè)著生1～2枚纖毛，另一側(cè)從中部到末端有2～3對(duì)枚纖毛對(duì)生在羽小枝兩側(cè)。且羽小枝一側(cè)纖毛較為發(fā)達(dá)，能夠明顯觀察到，另一側(cè)纖毛欠發(fā)達(dá)，類似于節(jié)狀羽小枝(圖4C、4D)。

記錄白鷺和大白鷺?biāo)蛴鸲嗬w毛側(cè)羽小枝的纖毛數(shù)和基柄長(zhǎng)數(shù)據(jù)各30組，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果見表4。

表4 白鷺和大白鷺?biāo)蛴鸬亩嗬w毛側(cè)羽小枝微觀結(jié)構(gòu)差異比較

結(jié)果表明，大白鷺的羽小枝纖毛數(shù)總體而言明顯多于白鷺，兩者之間存在極顯著性差異(P<0.01)，但大白鷺的纖毛不如白鷺纖毛突出明顯。大白鷺的多纖毛側(cè)羽小枝基柄長(zhǎng)明顯大于白鷺，存在極顯著差異(P<0.01)。

3 討 論

不同鳥類因體型、飛行能力、生活環(huán)境等因素的影響，羽毛的微觀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一些差異，但也需考慮羽毛的類型、采羽季節(jié)等因素的影響[17]，在利用鳥類羽毛進(jìn)行鑒定時(shí)特別是在目前資料不夠完備的情況下應(yīng)慎重。筆者認(rèn)為，應(yīng)選用同部位、同季節(jié)羽毛的顯微特征進(jìn)行比對(duì)，以降低誤判的可能性。本研究數(shù)據(jù)分析顯示：飛羽有鉤羽小枝和無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)在白鷺和大白鷺間無(wú)差異，不能作為識(shí)別二者的依據(jù)，其他因子均可為二者的區(qū)分提供參考，但二者的某些因子之間多有交叉，在利用羽毛顯微結(jié)構(gòu)識(shí)別二者時(shí)存在一定的難度。從所測(cè)的數(shù)據(jù)可以看出，飛羽有鉤羽小枝及無(wú)鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)，胸羽有鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)、羽小鉤和纖毛的總數(shù)量，尾羽有鉤羽小枝的纖毛數(shù)及無(wú)鉤羽小枝的基柄長(zhǎng)幾個(gè)因子在二者之間基本沒有交叉，可作為二者識(shí)別的首選特征，選用這些特征來(lái)識(shí)別二者可大大減少誤判風(fēng)險(xiǎn)。

鳥類羽毛中飛羽的作用是控制飛行，而不同種鳥類的飛行能力有所不同，這也導(dǎo)致不同種鳥類飛羽的顯微結(jié)構(gòu)存在或多或少的差異，可以為物種的鑒別提供依據(jù)。本研究中白鷺飛羽有鉤羽小枝的腹齒數(shù)多為2～3枚、羽小鉤數(shù)多為3～5枚、無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)為3～5枚，大白鷺飛羽有鉤羽小枝的腹齒數(shù)多為2～3枚、羽小鉤數(shù)多為4～7枚、無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)多為2～5枚，與同為鷺科的池鷺(Ardeolabacchus)(飛羽有鉤羽小枝的腹齒數(shù)1～1枚、羽小鉤數(shù)5～6枚、無(wú)鉤羽小枝的腹齒數(shù)3～3枚)略有差異，同時(shí)由于不同物種的基因序列和運(yùn)用羽毛飛行方式不同，從而導(dǎo)致不同種鳥類羽毛的微觀結(jié)構(gòu)存在差異[18]。即使親緣關(guān)系、生活方式相近的物種間羽毛的顯微結(jié)構(gòu)或多或少也會(huì)存在差異，而親緣關(guān)系、生活習(xí)性相差較遠(yuǎn)的物種羽毛的某些顯微結(jié)構(gòu)無(wú)顯著差異[18]，本研究中白鷺和大白鷺的親緣關(guān)系、生活習(xí)性都相近，但某些顯微特征間存在顯著的差異，與以上研究結(jié)論一致。

羽毛的顯微特征具有穩(wěn)定性和種間特異性[4]，不同種鳥類羽毛的顯微結(jié)構(gòu)存在差異，同種的不同個(gè)體間無(wú)明顯差異，因而鳥類羽毛顯微結(jié)構(gòu)可為鳥類的種屬鑒定提供有力的依據(jù)，對(duì)此方面的研究具有重要價(jià)值。方便快捷、成本低廉是它有別于分子生物學(xué)鑒定方法最主要的特點(diǎn)[19]，同時(shí)很難從經(jīng)理化處理的羽毛中提取出DNA來(lái)確定羽毛所屬的物種，但羽毛的顯微結(jié)構(gòu)基本不受此影響，因此羽毛的顯微結(jié)構(gòu)對(duì)于物種的鑒定具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，需盡早建成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的羽毛特征數(shù)據(jù)庫(kù)[17]，為鳥類的鑒定提供參考。