巴西东北部搁浅齿鲸类动物鼓室-耳骨复合体的形态学特征

《Journal of Morphology》：Morphology of the Tympano-Periotic Complex in Stranded Odontocetes in Northeast Brazil

听小骨形态学分析揭示六种海豚科物种（小头鼠海豚、灰海豚、亚马逊河豚、细长海豚、长吻海豚和宽吻海豚）的听小骨结构特征，发现物种间形态相似性较高，尤其是亚马逊河豚、细长海豚和长吻海豚。通过24项形态测量（含两项新参数）及线性回归分析，证实成年与幼体听小骨尺寸无显著差异，支持早期发育完成假说。创新性发现细长海豚的“耳蜗开口”结构，并基于听小骨后突、内外 prominence、 sigmoid过程及耳蜗部开口形态等特征建立物种鉴别标准。

　　本研究围绕海豚科（Delphinidae）中六种物种的鼓室-耳骨复合体（tympano-periotic complex, TPC）的形态学特征展开，旨在探讨其在物种识别、生态适应及进化过程中的作用。TPC是鲸类听觉系统的重要组成部分，其结构复杂，功能多样，对理解声音的接收与传递具有关键意义。研究对象包括来自巴西东北部海岸搁浅的六种物种：电光海豚（Peponocephala electra，共4只）、宽吻海豚（Pseudorca crassidens，共2只）、中华江豚（Sotalia guianensis，共39只）、短吻海豚（Stenella attenuata，共4只）、长吻海豚（Stenella longirostris，共4只）以及虎鲸（Tursiops truncatus，共4只），总计57个TPC样本被分析。研究者采用24项形态测量指标，其中两项为本研究新增的参数，以更全面地描述该结构的特征。

研究结果表明，部分物种在TPC形态上表现出较高的相似性，尤其是中华江豚、短吻海豚和长吻海豚，它们在所分析的结构中呈现出更为一致的解剖特征。这说明这些物种在形态学上可能存在一定的趋同演化趋势，或者其生活环境与行为模式较为相似，从而在TPC结构上表现出相似性。对于物种识别而言，鼓室骨和耳骨上的特定结构是重要的区分标志，如鼓室骨的后突、内侧和外侧突出、以及“S”形突；耳骨则包括耳蜗部分、耳蜗和前庭导水管的开口，以及横嵴。这些特征在不同物种中表现出显著差异，有助于准确分类。

本研究还发现，中华江豚的耳骨中存在一个此前未被描述的结构，被称为“中耳蜗开口”（mesocochlear opening）。这一结构位于耳蜗导水管和耳蜗窗之间，可能对声音的传导或感知具有潜在影响，但其具体功能仍需进一步研究。此外，对于中华江豚、电光海豚和长吻海豚，研究者未观察到明显的生长阶段差异，即其TPC在幼年和成年个体之间变化不大，支持了“TPC在生命早期即完成发育”的假说。这表明，这些物种的听觉结构在幼年时已经高度成熟，可能与其生存策略有关，例如需要在出生后迅速适应复杂的水下环境。

TPC的形态特征与物种的生态习性和行为模式密切相关。例如，某些物种的鼓室骨较短且较宽，可能与其在高浊度水域中依赖回声定位的适应性有关。而耳蜗部分的厚度和形态则可能影响其对声音频率的感知范围。研究者指出，不同物种的TPC结构差异不仅有助于识别，还可能反映其在不同生态环境中的适应性演化。例如，生活在近海或河口的物种可能具有更厚的耳蜗部分，以增强对低频声音的感知能力，而生活在开阔海域的物种则可能表现出更复杂的结构以适应高频率的声波传递。

在数据分析方面，研究者采用了描述性统计方法，包括平均值、标准差、最小值、最大值以及变异系数，以量化各物种TPC的形态差异。结果显示，某些物种如宽吻海豚的TPC结构尺寸较大，而短吻海豚的结构则相对较小。这些数据为理解TPC在不同物种间的分布模式提供了基础。同时，研究者还评估了动物体长与TPC尺寸之间的关系，发现这种关联并不显著，说明TPC的尺寸可能更多地受到遗传因素的影响，而非直接与个体大小相关。

此外，研究还探讨了不同物种TPC结构的演化意义。例如，鼓室骨的后突在不同物种中呈现出不同的形态，这可能与声音的接收机制有关。同时，耳骨的横嵴和导水管的开口位置也可能影响声音的传导路径。研究者指出，这些结构的细微差异可能在不同物种的分类学研究中发挥重要作用，特别是在物种间的区分和群体结构的分析方面。

在方法学方面，研究团队采用了系统的测量和分析流程。所有样本均来自搁浅的个体，通过解剖程序获取TPC，并使用高精度数字卡尺进行测量，以确保数据的准确性。所有测量均由同一研究者完成，以减少人为误差。同时，研究团队对不同物种的TPC结构进行了详细描述，并结合形态学图谱进行比较分析。这种多维度的分析方法不仅有助于揭示TPC的形态学特征，也为后续研究提供了可靠的数据基础。

研究的意义不仅限于形态学层面，还延伸至生态学和进化生物学领域。TPC的结构可能反映了物种对水下环境的适应性，例如对回声定位的需求、对低频或高频声音的感知能力，以及在不同栖息地中的生存策略。此外，研究结果还强调了形态学分析在理解鲸类听觉功能和行为模式中的价值。通过比较不同物种的TPC结构，可以推测其听觉系统的演化路径，并为保护策略提供依据。

本研究的发现表明，TPC的形态学特征在物种分类和生态适应研究中具有重要价值。特别是对于中华江豚、短吻海豚和长吻海豚，其TPC结构的相似性可能与其共同的生态环境和行为模式有关。同时，对于宽吻海豚和电光海豚，其TPC的形态差异可能与其分布范围和生活习性相关。研究还指出，某些结构如“中耳蜗开口”可能是特定种群的形态变异，这种变异可能在不同地理区域的种群中出现，需要进一步的跨区域研究来确认其普遍性。

从应用角度来看，本研究为鲸类的形态学分类提供了新的视角，尤其是在缺乏DNA分析的情况下，形态学特征可以作为物种识别的重要依据。此外，研究结果还为后续研究提供了基础，例如探讨TPC结构与听觉能力之间的关系，以及不同物种在环境压力下的形态适应。这些信息对于理解鲸类的进化过程、生态分布及保护策略具有重要意义。

综上所述，本研究通过系统分析海豚科六种物种的TPC形态学特征，揭示了其在物种识别、生态适应和进化过程中的作用。研究结果不仅为形态学分类提供了新的数据支持，还为理解鲸类的听觉系统及其功能演化提供了重要线索。同时，研究也强调了形态学分析在分类学和生态学研究中的重要性，为未来相关研究奠定了基础。