叶尔羌高原鳅(Triplophysa yarkandensis)是新疆塔里木河水系的特有鱼类，是栖息海拔最高的鱼类之一(郭焱等, 2012)。由于人类活动加剧、外来物种入侵等，加剧水生态环境压力，降低了土著鱼类生境适宜性，2019年《新疆维吾尔自治区重点保护水生野生动物名录》中已将其列为Ⅱ级重点保护水生动物(Gorgonio et al, 2003; Zahorska et al, 2009; 谢春刚等, 2015)。近年来，叶尔羌高原鳅研究主要集中在生长繁殖(陈生熬, 2019)、养殖及毒性实验(陈生熬等, 2016)、遗传多样性及种间差异(Liu et al, 2016; Chen et al, 2016、2020; 王锦秀等, 2020)等方面。

单一的传统形态学方法在解释鱼类形态信息方面具有一定的局限性，难以体现形态多变的空间格局。20世纪80年代，框架法作为一种新的形态学描述方法被提出(Bookstein, 1986)，通过连接生物体上具有代表性的坐标点，在横纵及交叉方向分区域对鱼体形态特征进行了描述(Murta, 2000)，它弥补了传统形态指标在空间格局上的不足，更精确地反映了种群间的外形差异。

为明确叶尔羌高原鳅不同地理群体的形态分类特征，本研究结合传统形态学方法和框架法，对新疆叶尔羌河、和田河和塔里木河叶尔羌高原鳅3个群体的33个形态指标进行测定，采用非参数检验筛选指标，通过主成分分析、判别分析和聚类分析对其形态差异进行比较分析，旨在为叶尔羌高原鳅种群判别、种质资源保护提供基础数据，为进一步验证该物种应对塔里木河水劣化产生适应性进化特征提供佐证。

2018年10月—2020年10月，在新疆叶尔羌河、和田河、塔里木河3处使用刺网和地笼(网目2a=2 cm)等，采集叶尔羌高原鳅样本509尾(表 1)，现场进行生物学测定后(殷名称, 1995)，使用10%甲醛溶液固定，带回实验室进行后续处理。

表 1(Tab.1)

表 1 叶尔羌高原鳅样本信息 Tab.1 Sample information of T. yarkandensis 群体Population 样本量Number 体长Body length/mm 体重Weight/g 范围Range 平均Average 范围Range 平均Average 叶尔羌河 Yarkand River 217 51.15~142.09 86.85±15.46 2.46~35.66 12.56±6.00 和田河 Hotan River 220 42.43~179.73 78.80±23.67 0.51~50.11 8.72±8.11 塔里木河 Tarim River 72 34.90~162.23 87.90±29.39 0.75~61.94 12.98±14.11

表 1 叶尔羌高原鳅样本信息 Tab.1 Sample information of T. yarkandensis

使用传统形态学测量和框架法测量。传统形态学数据包括全长(total length, TL)、体长(body length, BL)、体高(body depth, BD)、体宽(body width, BW)、头长(head length, HL)、吻长(snout length, SL)、眼径(eye diameter, ED)、眼间距(eye interval, EI)、尾柄长(caudal peduncle length, CPL)、尾柄高(depth of daudal peduncle, DCP)共10项指标(图 1)。图 1中未标出体宽和眼间距，鱼体左右侧的最大距离为体宽，头背部两眼间距离为眼间距。坐标点选择参照李思发等(1998)的方法，框架数据包括1~2 (表示坐标点1到坐标点2间的距离，下同)、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7、7~8、8~9、9~10、10~1、1~9、2~10、2~9、2~8、3~10、3~9、3~8、3~7、4~9、4~7、4~6、5~7共22项指标(图 2)。

图 1(Fig. 1)

图 1 叶尔羌高原鳅的形态测量 Fig.1 Morphological measurement of T. yarkandensis 1：全长；2：体长；3：体高；4：体宽(未标)；5：头长；6：吻长；7：眼径；8. 眼间距(未标)；9：尾柄长；10：尾柄高 1: Total length; 2: Body length; 3: Body depth; 4: Body width (unlabeled); 5: Head length; 6: Snout length; 7: Eye diameter; 8: Eye interval (unlabeled); 9: Caudal peduncle length; 10: Depth of caudal peduncle

图 1(Fig. 1)

图 2 叶尔羌高原鳅的框架测量 Fig.2 Frame measurement of of T. yarkandensis 1：吻端；2：枕后；3：背鳍起点；4：背鳍后基；5：尾鳍背部起点；6：尾鳍腹部起点；7：臀鳍后基；8：臀鳍起点；9：腹鳍起点；10：胸鳍起点 1: Tip of snout; 2: The last end of the frontal maxilla; 3. Origin of dorsal fin; 4: Terminus of dorsal fin; 5: Dorsal origin of caudal fin; 6: Ventral origin of caudal fin; 7: Terminus of anal fin; 8: Origin of anal fin; 9: Insertion of pelvic fin; 10: Insertion of pectoral fin

采用数显游标卡尺(CD67-S15PS)测量长度(精度为0.01 mm)，电子天平(LE403E)称量体重(精度为0.01 g)。

为消除样本规格差异对形态参数值产生的影响，每尾样本的所有实测长度数据采用头部特征除以头长、其他特征除以体长的方法予以校正，得到31项比例性状。

显著性水平设为0.05，比较群体间差异显著性；依据协方差矩阵提取主成分，计算贡献率，构建主成分散点图；基于群体欧氏形态距离，采用邻接法构建不同群体间的聚类关系；采用逐步判别分析法，提取形态差异作用最显著的多项参数建立判别公式，计算判别准确率及综合判别准确率(李振通等, 2019)。

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 18.0和Origin 9.0软件进行数据分析。

对31项比例性状进行非参数检验，Kruskal-Wallis检验显示(表 2)，4~9/BL在不同群体间存在显著差异(P < 0.05)，BD/BL等26项比例性状存在极显著差异(P < 0.01)。

表 2(Tab.2)

表 2 不同群体叶尔羌高原鳅比例性状(平均值±标准差) Tab.2 Data of character for T. yarkandensis in different geographic populations (Mean±SD) 比例性状Proportion of character 叶尔羌河Yarkand River 和田河Hotan River 塔里木河Tarim River F P 全长/体长 TL/BL 1.22±0.03 1.23±0.04 1.22±0.04 0.991 0.372 体高/体长 BD/BL 0.18±0.02 0.18±0.03 0.18±0.02 8.295 0 体宽/体长 BW/BL 0.14±0.02 0.15±0.03 0.16±0.02 21.743 0 头长/体长 HL/BL 0.25±0.02 0.24±0.02 0.26±0.02 46.888 0 吻长/头长 SL/HL 0.39±0.03 0.41±0.05 0.40±0.03 23.958 0 眼径/头长 ED/HL 0.14±0.04 0.17±0.04 0.15±0.04 38.725 0 眼间距/头长 EI/HL 0.33±0.03 0.36±0.05 0.33±0.03 52.390 0 尾柄长/体长 CPL/BL 0.15±0.02 0.15±0.02 0.14±0.02 7.321 0.001 尾柄高/体长 DCP/BL 0.08±0.01 0.08±0.01 0.08±0.01 8.843 0 1~2/体长 1~2/BL 0.20±0.02 0.20±0.03 0.19±0.02 7.922 0 2~3/体长 2~3/BL 0.35±0.05 0.33±0.03 0.33±0.03 8.587 0 3~4/体长 3~4/BL 0.14±0.01 0.13±0.02 0.14±0.02 7.785 0 4~5/体长 4~5/BL 0.33±0.02 0.33±0.02 0.30±0.03 40.222 0 5~6/体长 5~6/BL 0.09±0.01 0.08±0.01 0.09±0.01 6.411 0.002 6~7/体长 6~7/BL 0.13±0.02 0.10±0.02 0.12±0.02 18.853 0 7~8/体长 7~8/BL 0.10±0.01 0.09±0.01 0.10±0.01 42.804 0 8~9/体长 8~9/BL 0.21±0.02 0.22±0.02 0.22±0.02 13.995 0 9~10/体长 9~10/BL 0.31±0.03 0.34±0.03 0.31±0.03 62.151 0 10~1/体长 10~1/BL 0.25±0.02 0.25±0.02 0.27±0.02 43.362 0 1~9/体长 1~9/BL 0.55±0.03 0.57±0.04 0.56±0.03 18.161 0 2~10/体长 2~10/BL 0.15±0.01 0.15±0.02 0.16±0.01 12.834 0 2~9/体长 2~9/BL 0.39±0.06 0.40±0.09 0.39±0.02 4.840 0.008 2~8/体长 2~8/BL 0.59±0.04 0.60±0.06 0.58±0.04 2.070 0.127 3~10/体长 3~10/BL 0.33±0.02 0.34±0.03 0.32±0.02 23.154 0 3~9/体长 3~9/BL 0.17±0.01 0.17±0.02 0.17±0.02 1.354 0.259 3~8/体长 3~8/BL 0.29±0.02 0.29±0.02 0.29±0.02 1.050 0.351 3~7/体长 3~7/BL 0.36±0.03 0.34±0.03 0.36±0.03 17.912 0 4~9/体长 4~9/BL 0.19±0.02 0.18±0.02 0.19±0.02 4.325 0.014 4~7/体长 4~7/BL 0.23±0.02 0.22±0.02 0.22±0.02 15.633 0 4~6/体长 4~6/BL 0.35±0.02 0.34±0.02 0.31±0.04 53.374 0 5~7/体长 5~7/BL 0.16±0.02 0.17±0.02 0.15±0.02 29.490 0

表 2 不同群体叶尔羌高原鳅比例性状(平均值±标准差) Tab.2 Data of character for T. yarkandensis in different geographic populations (Mean±SD)

经KMO统计(KMO=0.740)及Bartlett´s球度检验(P < 0.01)，变量之间相关性强，表明叶尔羌高原鳅不同地理群体形态差异适合进行主成分分析。从表 3可以看出，前3个主成分贡献率分别为25.0%、14.0%和9.3%，累计贡献率为48.3%。主成分1中载荷较大的参数有HL/BL、SL/BL、2~3/BL、2~8/BL，负荷值均高于0.700，主要反映的是头部和横向躯干部特征；主成分2中载荷较大的参数有BD/BL、3~9/BL、4~9/BL (> 0.700)，主要反映的是纵向躯干部特征。

表 3(Tab.3)

表 3 不同群体叶尔羌高原鳅比例性状的因子载荷系数 Tab.3 Factor loadings about proportion of character of T. yarkandensis in different geographic populations 比例性状Proportion of character 主成分Principle component 1 2 3 全长/体长 TL/BL 0.124 0.475 –0.066 体高/体长 BD/BL –0.449 0.700 0.191 体宽/体长 BW/BL –0.627 0.383 0.111 头长/体长 HL/BL –0.736 0.258 0.382 吻长/头长 SL/HL 0.701 –0.040 0.195 眼径/头长 ED/HL 0.227 –0.009 –0.107 眼间距/头长 EI/HL –0.047 0.081 0.190 尾柄长/体长 CPL/BL –0.634 –0.121 –0.150 尾柄高/体长 DCP/BL 0.007 0.304 0.340 1~2/体长 1~2/BL –0.676 0.379 0.091 2~3/体长 2~3/BL 0.781 –0.147 0.014 3~4/体长 3~4/BL –0.023 0.406 0.112 4~5/体长 4~5/BL 0.201 –0.263 –0.182 5~6/体长 5~6/BL –0.092 0.121 0.682 6~7/体长 6~7/BL 0.192 –0.035 –0.092 7~8/体长 7~8/BL –0.041 0.231 0.181 8~9/体长 8~9/BL 0.042 –0.007 0.026 9~10/体长 9~10/BL 0.212 –0.053 0.015 10~1/体长 10~1/BL –0.191 0.268 0.563 1~9/体长 1~9/BL 0.072 0.033 0.108 2~10/体长 2~10/BL –0.141 0.448 0.316 2~9/体长 2~9/BL 0.172 0.345 –0.010 2~8/体长 2~8/BL 0.729 0.094 –0.030 3~10/体长 3~10/BL 0.241 0.188 –0.298 3~9/体长 3~9/BL –0.246 0.726 0.032 3~8/体长 3~8/BL 0.291 0.157 0.196 3~7/体长 3~7/BL –0.075 0.080 0.001 4~9/体长 4~9/BL 0.048 0.768 0.109 4~7/体长 4~7/BL 0.268 0.089 –0.180 4~6/体长 4~6/BL 0.343 0.038 –0.365 5~7/体长 5~7/BL 0.093 –0.019 0.013 主成分特征值Principal component eigenvalue 5.738 3.539 1.805 主成分贡献率Contribution ratio/% 24.997 14.014 9.296 累计贡献率Cumulative contribution ratio/% 24.997 39.012 48.307

表 3 不同群体叶尔羌高原鳅比例性状的因子载荷系数 Tab.3 Factor loadings about proportion of character of T. yarkandensis in different geographic populations

主成分分析构建散点见图 3。从图 3可以看出，3个群体间都有重叠，不同群体形态有一定的相似性和差异。叶尔羌河群体与塔里木河群体重叠范围较多，和田河与另外2个群体重叠范围少。

图 1(Fig. 1)

图 3 不同群体叶尔羌高原鳅第1、第2主成分构建散点 Fig.3 The distribution of the first and second principal components of T. yarkandensis in different geographic populations

叶尔羌河群体与塔里木河群体之间的欧式距离最小，为0.005；和田河群体较另外2个群体的欧式距离较大，分别为0.011和0.010 (表 4)。

表 4(Tab.4)

表 4 不同群体叶尔羌高原鳅欧氏形态距离 Tab.4 Euclidean distances of T. yarkandensis in different geographic populations 群体Population 叶尔羌河Yarkand River 和田河Hotan River 塔里木河Tarim River 叶尔羌河Yarkand River / 0.011 0.005 和田河Hotan River 0.011 / 0.010 塔里木河Tarim River 0.005 0.010 /

表 4 不同群体叶尔羌高原鳅欧氏形态距离 Tab.4 Euclidean distances of T. yarkandensis in different geographic populations

从图 4可以看出，聚类关系显示，结果与主成分分析结果一致，叶尔羌河群体与形态差异较小的塔里木河群体先汇为一支，后与差异较大的和田河群体汇为一支。

图 1(Fig. 1)

图 4 不同群体叶尔羌高原鳅聚类关系 Fig.4 The dendrogram of T. yarkandensis in different geographic populations

不同地理群体间的形态差异属于种内变异，不能以物种分类的要求，只用少数指标进行鉴别，需要使用多项参数进行综合判别(李思发等, 1998)。筛选出对判别贡献较大的9个参数，以X_1~9代替，建立不同群体的判别公式如下：

Y_Y = –1 102.901 + 850.722X₁ – 262.056X₂ + 1 038.206X₃ + 294.562X₄+285.094X₅ + 300.209X₆ + 529.432X₇ + 318.411X₈ + 334.231X₉

Y_T = –1 098.0295 + 840.845X₁ – 274.239X₂ + 1 119.730X₃ + 301.548X₄ + 288.620X₅ + 280.101X₆ + 482.456X₇ + 309.582X₈ + 315.837X₉

Y_H = –11 31.009 + 850.698X₁ – 238.752X₂ +1 061.000X₃ + 309.506X₄ + 308.931X₅ + 311.303X₆ + 482.189X₇ + 326.636X₈ + 344.532X₉

将校正后数据代入公式，开展样本预测分类判别(表 5)。其中，叶尔羌河群体的217尾实测样本中误判25尾，判别准确率为88.48%；和田河群体220尾实测样本中误判27尾，判别准确率为88.18%；塔里木河群体72尾实测样本中误判8尾，判别准确率为88.89%。不同群体的综合判别率均 > 85%，差异显著，说明判别方程可作为不同地理群体叶尔羌高原鳅的判别依据。

表 5(Tab.5)

表 5 不同地理群体叶尔羌高原鳅判别分析结果 Tab.5 Results of discriminant analysis of T. yarkandensis 群体Population 预测分类Predicted group membership 判别准确率Identification accuracy /% 叶尔羌河Yarkand River 和田河Hotan River 塔里木河Tarim River 叶尔羌河Yarkand River 192 12 13 88.48 和田河Hotan River 16 193 11 87.73 塔里木河Tarim River 7 1 64 88.89 综合判别率Total discriminant accuracy /% 88.37

表 5 不同地理群体叶尔羌高原鳅判别分析结果 Tab.5 Results of discriminant analysis of T. yarkandensis

动物外部形态差异常采用经典的多变量形态度量学和多元统计分析法，如黑线姬鼠(Apodemus agrarius)基于表型遗传学种间差异分析(孙佼, 2020)、山东海阳和烟台2个口虾蛄(Oratosquilla oratoria)群体的形态比较(孙东昱等, 2021)，其形态学差异都与环境因子和遗传基因密切相关(Salini et al, 2004)；然而，鱼类形态特征较易受环境因子制约(Wimberger, 1992)。蔡鸣俊等(2001)研究发现，鲂属(Megalobrama)中体型相对较低的广东鲂(M. terminalis)和厚颌鲂(M. pelllegrini)更有利于在较大流速的水体中穿梭；谢鹏(2019)研究发现，拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)和尖头鱥(Phoxinus oxycephalus)“近锥形”的头型有利于在流速大且地形复杂的水流中穿梭，尾部特征差异与游泳能力密切相关。

Krushal-Wallis检验和主成分分析可直观判断不同群体间的差异，26项比例性状存在显著差异，主成分分析把多个形态指标综合成少数因子来体现不同群体间的差异。舒琥等(2017)研究表明，提取前3个主成分累计贡献率为44.71%，不同群体大刺鳅(Mastacembelus armatus)形态差异主要集中在躯干部和头部，并指出该性状与躯干部更易储存脂肪和增加体重。本研究中提取前3个主成分，累计贡献率为48.31%，其中，负荷值> 0.700的参数中主要反映叶尔羌高原鳅头部和躯干前段特征，与上述研究结果相一致。张秀霞等(2017)对唐鱼(Tanichthys albonubes)、王贺崐元等(2017)对高原裸裂尻鱼(Schizopygopsis stoliczkai)的研究均表明，鱼类头部特征与饵料丰度密切相关。依据本项目年度实地调查，塔里木河和叶尔羌河浮游生物量分别为65.93、55.50 ind./L，与和田河21.50 ind./L相比差异显著(P < 0.05)，这是导致机体生长不同的关键，和Albertson等(2001)评估鱼类适应性特征的形态差异结论相一致。本研究中，塔里木河和叶尔羌河盐度显著低于和田河盐度(黄健盛等, 2017)。Chen等(2020)研究发现，高盐条件下，鱼类在调节渗透压稳定消能中，由于维护机能正常而出现机体胁迫现象，进而影响形态组织特征变化，与本研究结果相一致，其中，主要体现在躯干部。叶尔羌高原鳅的体重随年龄增长较快并保持一定斜率，而体长却随年龄呈较平滑增长，即叶尔羌高原鳅生长到一定年龄后，体重的增加要比其他体型特征增长显著(陈生熬, 2017)，这与本研究结果相似。

Gorgonio等(2003)、杨天燕等(2018)应用聚类分析和结合框架形状度量评价方法分别对野生鲑科(Salmonidae)、多群体裂腹鱼(Schizothorax)进行了有效分支，该分析方法对比了不同地理群体鱼类各比例性状的相似程度，直观反映了其种间亲缘关系。孙鹏等(2014)通过该方法比较4个地理种群北方须鳅(Barbatula nuda)的14个比例性状，发现其种间出现了显著的形态特征差异，首先聚到一支的鸭绿江和黑龙江群体形态差异最小；梁述章等(2018)对7个地理群体棘头梅章鱼(Collichthys lucidus)进行聚类分析，地理距离较近的大丰群体和连云港群体单独聚为一支。本研究结果显示，叶尔羌河群体与塔里木河群体先汇为一支，后与和田河群体汇为一支，故叶尔羌河群体与塔里木河群体形态相似程度更高、亲缘关系更近，和田河较另2个群体形态相似程度较低、亲缘关系较远。

判别分析已广泛应用于鱼类种群鉴定，Gonzalez等(2020)通过该方法对养殖及野生群体侧叶脂塘鳢(Dormitator latifrons)进行了有效判别。本研究中，采用逐步判别法从31项比例性状中筛选出9个贡献较大的值，与主成分中负荷值＞0.700的参数一致，均反映头部及躯干前段特征。筛选最佳因子建立叶尔羌高原鳅不同群体的判别函数，综合判别率为88.37%，各群体误判率均控制在15.00%以内，说明基于形态学数据的逐步判别法对叶尔羌高原鳅不同地理群体的判别是有效的。判别结果还显示，本研究中叶尔羌河群体中被误判为塔里木河群体及塔里木河群体中被误判为叶尔羌河群体的样本较多，表明这2个群体在形态上更为接近，这与本研究中主成分分析和聚类分析得到的结果一致。

综合以上多元分析结果表明，不同地理群体叶尔羌高原鳅存在形态差异，外部形态特征可为不同地理群体鱼类的种间分类鉴定提供依据。造成上述鱼类形态学的差异，不仅受遗传特性、环境条件、摄食行为等影响，其自身生长性能也同样表现出明显的阶段性和季节性(王锦秀等, 2021)。叶尔羌高原鳅不仅要适应高寒、低氧等挑战，还要适应较高的盐碱度环境。Chen等(2020)通过研究不同盐碱胁迫下叶尔羌高原鳅体内生物过程，发现其适应性机制包含信号通路、癌症通路等多调控通路，从分子手段验证了叶尔羌高原鳅为应对塔里木河水劣化而产生的适应性进化；人类活动和水利枢纽等破坏了原有水生态系统的完整性，造成塔里木河流域水量急剧减少(何海等, 2010)，其重要支流和田河与叶尔羌河几乎处于断流状态，存在地理屏障；而叶尔羌河和塔里木河每年尚有季节性水流交汇，生境不同，环境差异，水体指标存在区别，加之群体间所处的生活史阶段及摄食行为也不完全相同，会引起和积累群体间的基因差异，致使不同群体叶尔羌高原鳅个体间出现头部及躯干前段特征异化现象，说明环境选择对推动物种适应性进化具有重要作用，为进一步验证该物种应对塔里木河水劣化产生适应性进化特征提供有力佐证。

高原鳅属(Triplophysa)是高原鱼类的重要组成部分，叶尔羌高原鳅作为高原鳅属鱼类中最大个体之一，有着特殊的生态习性和进化特点(梁文涛, 2014)，开展叶尔羌高原鳅不同群体的形态学差异研究对后续探究鱼类系统进化和高原生态等具有重要意义。本研究可为鳅科鱼类的分类鉴定提供有力支撑，为良种选育及产业化开发打下基础、夯实高原水产种业。