长期保存对黄鲈形态的时序性影响：几何形态计量学（Geometric Morphometrics）揭示形态分析中的关键变化

本研究系统评估了福尔马林固定与乙醇保存对成年黄鲈（Perca flavescens）体型（shape）和体尺（size）的时序效应。通过几何形态计量学（GM）和线性测量，发现保存61天内形态发生显著变化（尤以21天内背侧弯曲为主），而体长（TL）与质量变化轻微（<1%）。研究强调在形态学分析中需严格控制保存时间，建议仅对比相同保存时长的标本，为鱼类标本保存规范及生态进化研究提供了关键方法论依据。

　　

引言

鱼类形态分析是理解物种自然历史的重要途径，而保存标本常被用于生态与进化研究。常见保存方法包括福尔马林固定后乙醇保存，但该过程可能导致标本体型和体尺发生变化，且效应因物种及发育阶段而异。因此，评估保存对形态的影响对确保研究有效性至关重要。黄鲈（Perca flavescens）作为北美具有生态与经济价值的重要鱼类，其成年个体在乙醇保存下的形态变化尚未被系统研究。以往工作多集中于幼体或福尔马林保存的效应，且缺乏时间维度上的细致分析。本研究旨在填补这一空白，通过结合传统测量与几何形态计量学（Geometric Morphometrics, GM），检验以下假设：(i) 保存会导致体长与质量随时间减少；(ii) 保存引起体型变化，如腹部与尾部区域扩张。

方法

研究从美国密歇根湖相连的三个湖泊（White Lake, Arcadia Lake, Lake Macatawa）采集42尾体长>200 mm的黄鲈。样本于捕获当日用MS-222安乐死，冰藏运送至实验室。在保存前（新鲜状态）及乙醇保存后21、47、61天，分别测量体长（TL, mm）、质量（g），并拍摄左侧照片用于形态分析。保存流程包括10%福尔马林固定6天，水浸1天，然后转入70%乙醇中长期保存。拍摄时标本被手动调直并以黏土固定，以减少弯曲带来的误差。

形态分析采用几何形态计量学方法：在每张照片上设置13个数字标志点（landmarks），覆盖关键形态特征如吻端、各鳍插入点及眼部。通过广义普氏分析（Generalized Procrustes Analysis, GPA）对标志点配置进行叠加，并计算 centroid size（整体体型大小的度量）。为消除异速生长影响，对普氏对齐坐标与对数转换后的centroid size进行回归，获得尺寸校正后的残差用于主成分分析（PCA）。体型差异评估采用Hotelling's T2检验比较不同时间点（如保存前vs. 21天、21 vs. 47天等），而体尺变化（TL、质量、centroid size）则通过配对t检验分析。统计显著性经过序列Bonferroni校正以控制Type I错误。

结果

体型变化上，Hotelling's T2检验表明保存前与21天间差异极显著（p<0.001）， Euclidean距离为0.033；21与47天间也显著（p=0.001），但47与61天间无显著差异（p=0.315）。 wireframe图显示，主要变化为保存初期（21天内）的背侧弯曲及头尾区域扩张，而中期（21-47天）变化较小且涉及体部扩张与尾区腹侧弯曲。此外，61%的样本在61天时出现侧向弯曲（无法量化）。体尺方面，质量在保存前vs. 21天显著减少（平均差-0.020 ln(g), p=0.025），但经Bonferroni校正后不再显著；体长（TL）在47 vs. 61天比较中显著增加（平均差1.952 mm, p=0.005），而centroid size在同期显著减少（平均差-15.051, p=0.014）。这些变化幅度均较小：TL与质量变化<1%， centroid size变化约5%。整体上，体型变化远大于体尺变化，且二者模式不一致。

讨论

本研究证实福尔马林-乙醇保存对成年黄鲈形态具有时序性影响，支持了部分初始假设。体型变化在保存初期最显著，主要表现为背侧弯曲与局部扩张，这与既往鱼类保存研究一致（如Carpenter 1996; Fruciano et al. 2020）。弯曲效应可能源于标本放置方式或保存液渗透不均，建议未来研究优化保存姿态以减少此类误差。体尺变化较小且出现时间较晚（如47-61天间的TL增加），可能与测量误差或标本个体差异有关，但 Engel (1974) 指出即使微小变化也可能影响条件因子计算，需谨慎对待。与幼体黄鲈研究（Paradis et al. 2007）相比，成年个体质量减少幅度（0.3%）远低于幼体（26%），凸显了尺寸与保存方法的特异性。

研究局限性包括手动调直标本可能引入偏差，且侧向弯曲未能量化。此外，长期保存（>10年）效应仍未知。基于发现，建议形态学分析中优先使用新鲜标本，或严格控保存时间对比；若用馆藏标本，应尽量选择保存时长相近者。同时，归档标本照片并详细记录保存处理流程，可为未来研究提供更可靠数据。本研究为鱼类形态学提供了方法论参考，强调保存规范在生态与进化研究中的重要性。