《European Journal of Wildlife Research》:Methods for estimating the age of roe deer (Capreolus capreolus): a review
编辑推荐:
准确的年龄估计对于理解狍(Capreolus capreolus)种群动态和实施有效野生动物管理至关重要。本综述系统评价现有年龄估计方法,将其分为基于牙齿的方法(牙骨质与牙本质增量线(cementum and dentin incremental
准确的年龄估计对于理解狍(Capreolus capreolus)种群动态和实施有效野生动物管理至关重要。本综述系统评价现有年龄估计方法,将其分为基于牙齿的方法(牙骨质与牙本质增量线(cementum and dentin incremental lines)、牙齿度量(tooth metrics)、牙合面形态(occlusal surface morphology)、牙齿发育(dental development))、非牙齿方法(骨融合状态(bone fusion status)、眼晶状体重量(eye lens weight)、角柄形态测量(pedicle morphometry))、分子技术(表观遗传时钟(epigenetic clocks))以及联合标准(combined criteria)。使用标记个体(marked individuals)进行的验证研究显示,方法学流行度与实际准确性之间存在显著差异。牙骨质年轮分析(cementum annuli analysis)常被视为参考标准(reference standard),但在最大规模直接验证(direct validation)中仅达到46%准确性。牙齿发育提供月度精度(monthly precision),但仅限于15个月以下个体。牙合面磨损评估(occlusal surface wear assessment)是应用最广泛的野外方法(field method),对幼年动物准确性高,但在24个月后显著下降。眼晶状体重量和角柄形态测量与年龄呈曲线关系(curvilinear relationships),在4年后失去精度。表观遗传时钟表现出优越准确性(平均绝对差异(mean absolute difference, MAD)± 0.558年),但需要血液采样(blood sampling)且成本较高。联合形态学标准(combined morphological criteria)对至多3岁动物达到68–82%准确性。没有单一方法满足准确性、实用性、成本效益(cost-effectiveness)和对活体动物(live animals)适用性的所有要求。个体方法应被视为互补而非排他,方法选择取决于研究目标、可用资源和研究材料状况。未来研究重点包括在不同种群中验证表观遗传时钟、开发非侵入性技术(non-invasive techniques)如牙科放射学牙髓测量(dental radiographic pulp measurements),以及使用已知年龄标记个体建立标准化方案(standardized protocols)。
引言
准确年龄估计是野生动物生物学基石,但仍是核心挑战。年龄估计对理解种群结构与生态特征、保护与可持续管理至关重要。狍(
Capreolus capreolus)是欧洲分布最广鹿科动物,作为选择性采食者影响植被结构。其繁殖高度同步,约80%出生在4月中至6月中;年龄阶段常分为幼狍(0–1年)、亚成体(1–2年)、年轻成体(2年)、壮年(3–7年)和衰老个体(>7年),记录最大年龄雄性14年、雌性18年。个体年龄判定复杂,许多方法最初用于其他哺乳动物尤其是大型鹿科,后适配狍。方法包括牙齿相关变化、骨骼与形态特征、分子标记等。验证研究稀缺,本综述比较现有方法,旨在提出标准化可靠年龄估计方案建议。
文献检索方法
于2024年5月至2026年5月在PubMed和Google Scholar系统检索,检索词包括“age estimation”、“age determination”、“Capreolus capreolus”和“roe deer”的英文和德文组合,并对选中文献参考文献递归检索。纳入同行评议文章、学术书籍、专著和历史管理手册,不设语言限制,强调已知年龄标记动物和高程序透明性研究。
狍年龄估计方法
方法可分为基于牙齿、非牙齿、分子方法及检查标准组合。共25篇出版物涉及狍年龄估计。23篇涉及牙齿方法:15篇牙骨质增量线、1篇牙本质增量线、10篇颊齿度量、13篇颊齿牙合面形态、1篇牙齿发育。7篇非牙齿方法:1篇骨融合状态、6篇眼晶状体重量、2篇角柄形态测量。1篇表观遗传时钟。3篇研究多种标准组合。
基于牙齿的方法
牙骨质增量线
牙骨质形成始于牙齿发育,原发性牙骨质在萌出前沉积;继发性牙骨质以周期性节律形成,植被期高、静止期低,形成由增量线分隔的层。20世纪50年代先用于象海豹,后用于驼鹿、马鹿并适配狍。可视化包括不脱钙磨片、组织学薄片和混合方法;磨片用反射光显微镜,组织学薄片用透射光显微镜。标记个体验证稀缺且矛盾:最大直接验证74个下颌骨仅46%正确年龄分配;较小验证可达较高成功率,个别100%。增量线受健康、气候、营养影响,常出现不完整、不清晰或缺失,南欧有时不可读,可能与温和冬季和食物丰富有关。尽管准确性变异大,该法常被作为评估其他方法的参考标准。
牙本质增量线
继发性牙本质终生在牙髓壁节律沉积,形成假定年度增量层,一宽亮带和一暗带对应一年。从下颌提取第一磨牙(M
1),脱钙、冷冻切片、染色镜检;M
1根横截面显示年度层最佳。无标记个体研究报道其与牙齿磨损评估总体一致率91.1%,管理相关年龄组94.6%,2岁最高100%,5和6岁雄鹿最低83.3%。研究者认为狍牙本质生长线比牙骨质更易见。
颊齿牙齿度量
反刍动物牙齿持续承受磨耗(attrition)和磨损(abrasion),冠高进行性缩短。测量方法不一:平均M
1颊侧牙尖、分别测M
1颊舌牙尖、仅测第二磨牙(M
2)最高牙尖或整牙高度,亦计算冠高/冠长比值。标记动物验证显示冠高与年龄相关性变异大,r = -0,27 至 r = -0,86,年龄组范围重叠,故不推荐作为独立年龄标志;但冠高被纳入最优多元年龄估计模型。以牙骨质年轮等为参考的研究也得出限制性结果。
颊齿牙合面形态
狍颊齿具有复杂三维釉质褶皱,持续磨损改变釉质褶皱并出现继发性牙本质。现有方案仅关注下颌颊齿,有的提供图像表或颌骨模型,有的依赖检查者经验。客观评分系统将磨损分解为有序阶段并整合牙齿萌出和替换数据。标记个体验证显示,有参考材料时1–3岁准确性9–92%,4岁及以上0–80%;仅靠经验时1–3岁30–79%,4岁及以上10–34%。至3岁,经验丰富者和参考表优于低资格者,4岁后无差异。客观评分系统对<13个月狍达100%,13–24个月约80%,超过24个月准确性下降。
牙齿发育
原理为物种特异、时间受限的牙齿萌出和替换序列。宏观方法目视下颌或头骨;放射方法可视化牙隐窝、冠形成和根发育。标记狍验证显示放射方法可准确至月份。宏观方法无标记个体验证,但常与牙齿磨损分析结合。约15个月牙齿发育完成后不再适用。
非牙齿方法
骨融合状态
长骨生长板随年龄骨化,直至干骺端与骨骺融合,可通过活体X线或浸制骨检查。对196副狍骨骼记录骨化进程,分为未融合、融合中、已融合。最准确估计(±1–2个月)基于桡骨和尺骨近远端骨骺、跖骨远端骨骺、髋臼、股骨远端骨骺和第一指节近端骨骺融合完成。颅底和脊柱融合点与兽医解剖命名不符,具体部位只能推测。
眼晶状体重量
眼晶状体结构组成持续变化导致重量改变。制备方案在固定介质、固定时间和干燥温度上差异大,导致绝对重量系统差异,回归方程难以在实验室间转移。标记个体验证稀缺;有报道与年龄强相关(雄性 r = 0.82,雌性 r = 0.73),但未纳入最优多元模型。多数研究以牙骨质层为参考,发现曲线关系:前2–3年陡增,7–9年下降或平台;4岁后准确性明显下降,正确估计低于30%,各年龄组范围重叠大。
角柄形态测量
雄性狍角秋季脱落、春季再生,角柄为额骨突起。角柄终生缩短和增宽。测量直径和高度方案未详细描述。标记个体验证有限,有报道与年龄相关系数:高度 r = 0.53,直径 r = 0.69,高径比 r = -0.67,并纳入最优多元模型。以牙骨质层为参考的研究显示角柄直径前4–5年快速增加后平台,4岁后正确年龄分配显著下降,未提供年龄特异性准确率。
分子方法
表观遗传时钟
基于随年龄持续变化的DNA甲基化模式,已在多种物种探索。狍研究用8个月至13.5岁标记个体血样,从颈静脉采血,分离白细胞基因组DNA,用甲基化阵列分析。结果高度准确,平均绝对差异±0.558年。
检查标准组合
有研究以已知年龄狍为参考,雄性最准确组合为角柄直径、眼晶状体重量、第二前臼齿(P
2)临床冠高和蝶间联合骨化阶段,至多3岁准确率68%;雌性组合为颅宽、下颌长、额缝形态、蝶间联合骨化阶段、M
1和M
3临床冠高及下颌颊齿平均高度,至多3岁准确率82%;3岁后准确性下降。该研究未明确检验组合是否优于最佳单一标准。另有研究测试M
2磨牙高度和角柄直径组合,仅轻微改善且未报告幅度;其组合未包括最强单一预测因子眼晶状体重量。还有研究评估视觉体态特征与死后牙齿磨损的野外组合,无标准化方案,以牙骨质增量线为参考仅中等一致;未测试标准化客观实验室组合是否优于单一指标。
讨论
所有方法在准确性、方法学投入或适用性上均有局限。牙骨质增量线被视为科学标准,但狍中直接校准准确性46%至100%,增量线常不清晰或缺失,且需牙齿提取、复杂制备和耗时显微分析;牙本质增量线可能更可见,但仅一项狍研究探索。牙齿磨损评估在狩猎实践中最古老且广泛,但准确性随年龄下降、年龄组内变异大;参考材料仅头三年略改善,之后无效;客观评分系统对<24个月较好,之后判别力下降。牙齿发育有月度准确性,但限于约15个月以下。冠高单独变异大,组合使用有用。骨骨化声称±1–2个月,但仅用牙齿磨损验证,且仅适用于幼年,部分融合点命名不清。眼晶状体重量和角柄形态测量均与年龄曲线相关,早期快速增长后平台,个体变异大,且制备或测量方案不统一。表观遗传时钟精度最高,平均绝对差异±0.558年,但需血样、成本高、独立群体验证不足。多标准组合结果不一致,有的提高但未检验是否优于最佳单一标准,有的仅边际改善。选择方法需权衡准确性、可重复性、方法学投入和活体/死后使用;非分子方法仍因实用、快速、便宜和可回顾性用于骨骼材料而重要。未来应使用已知出生日期标记个体验证,详细描述制备与测量方案,进一步验证表观遗传时钟,并发展活体非侵入或微创技术,如牙科放射学牙髓腔测量。