بخشی از مقاله
چکیده
کمیسازي ویژگیهاي ریختی شکل بدن جمعیتهاي مختلف ماهیان سبب شناسایی بهتر آنها میشود و درك بهتري از تاریخچه تکاملی جمعیتهاي گوناگون آن را ارائه میکند. از اینرو، این تحقیق با هدف مقایسه ویژگی ریختی جمعیتهاي ماهی سفید رودخانهاي - Squalius cephalus - در رودخانههاي تجن و بابلرود حوضه خزر با استفاده از روش ریختسنجی هندسی به اجرا درآمد. براي این منظور تعداد 63 نمونه ماهی سفید رودخانهاي از رودخانههاي فوق نمونهبرداري شدند.
پس از تصویربرداري از نیمرخ چپ نمونهها، در نرمافزار TpsDig2 تعداد 13 لندمارك تعریف و رقومی شدند. دادههاي رقومی پس از آنالیز پروکراست با استفاده از روشهاي آماري چندمتغییره PCA و DFA تحلیل شد. الگوهاي تغییر شکل هر جمعیت نسبت به شکل میانگین جمعیتها در شبکه تغییر شکل مصورسازي شد. نتایج نشان داد که تفاوت معنیداري در ویژگیهاي ریختی جمعیتهاي مورد بررسی وجود دارد . - p<0/0001 - این تفاوت مربوط به ارتفاع بدن و اندازه سر بوده است. نتایج همچنین نشان داد که جمعیتهاي مورد مطالعه ماهی سفید رودخانهاي از نظر شکل تفاوت معنیداري با هم داشتند.
-1 مقدمه
ماهی سفید رودخانهاي با نام علمی Squalius cephalus یکی از گونههاي خانواده کپورماهیان میباشد که پراکنش وسیعی در اروپا و آسیا دارد. این گونه جمعیت زیادي در رودخانهها و دریاچههاي ترکیه و ایران دارد .[8] پراکنش این گونه در ایران در حوضههاي دریاچه خزر، دریاچه نمک و رودخانههاي دجله و کارون میباشد .[4]مطالعات خوبی در رابطه با ویژگیهاي تولیدمثلی، سن و رشد این ماهی در اروپا و ترکیه انجام شده است .
[6] این ماهی در قسمتهاي میانی و بالایی رودخانهها - پایینتر از جایگاه زیستی قزلآلا - جایی که دماي آب نسبتاً پایین و بستر قلوهسنگی است، زیست مینماید .[4] این گونه به صورت دسته جمعی در رودخانههایی که جریان آب سریعی دارند، زیست میکنند. در آبهاي ساکن، بچه ماهیان به صورت گلهاي در نزدیک ساحل و ماهیان بالغ در سطح آب دیده میشوند .[3] یک حوضه آبریز ممکن است داراي چندین جمعیت از یک گونه باشد.
مطالعه ویژگیهاي ریختی، چه به روش ریختسنجی اندازشی و چه به روش شمارشی با هدف تعریف و شناسایی واحدهاي جمعیتی از پیشینه طولانی در دانش زیستشناسی برخوردار میباشد[1 ,16] در گذشته بررسیهاي مرفومتریک بر اساس یکسري اندازهگیريهاي سنتی حول محور بدن و سر بود. با توجه به محدودیت وضعیت اندازهگیريهاي قدیمی، در این بین آشکارسازي این تفاوتهاي ریختی، مطالعات ریختسنجی هندسی به دلیل تعامل و محیط اهمیت به سزایی دارد .
[17,2] روش ریختسنجی هندسی روشی مدرن نسبت به روشهاي سنتی میباشد که در آن دادههاي لندمارك پایه و خط سیر پیرامونی اطلاعات شکل ساختار زیستی را در قالب شکل استخراج میکند و به صورت گرافیکی به نمایش در میآورد [19] علاوه بر این امکان تفسیر دادههاي این اشکال و آنالیز آماري آنها به راحتی امکانپذیر میباشد .[5] در روش ریختسنجی هندسی لندمارك پایه بر خلاف روش سنتی که از فواصل به منزله دادههاي شکل استفاده میکند، الگوهاي شکل نمونهها بر اساس مختصات فضایی نقاط به منزله بازتابی از تغییرات شکل در بین ساختارهاي زیستی بررسی و مقایسه میشود.
از این رو با توجه به قابلیتهاي بالاي روش ریختسنجی هندسی در جداسازي اشکال زیستی در این تحقیق به منظور بررسی و مقایسه شک بدن جمعیتهاي ماهی سفید رودخانهاي در حوضه خزر با استفاده از روش ریختسنجی هندسی به اجرا در آمد. نتایج این تحقیق به واسطه کمیسازي ویژگیهاي شکل بدن جمعیتها سبب شناسایی بهتر آنها میشود و درك بهتري از تغییرات ریختی بر اساس جدایی زیستگاهی ارائه میکند.
-2 مواد و روشها
براي انجام این مطالعه، تعداد 30 قطعه ماهی سفید رودخانهاي از رودخانه بابلرود - با مختصات جغرافیایی 52 درجه طول و 36 درجه عرضی - و 33 قطعه از رودخانه تجن - با مختصات جغرافیایی 53 درجه طولی و 36 درجه عرضی - توسط تور گوشگیر و ساچوك صید شدند. نمونهها پس از بیهوشی در محلول گل میخک، در فرمالین بافري 10 درصد تثبیت شدند و سپس براي ادامه مطالعات به آزمایشگاه دانشگاه صنعتی اصفهان منتقل شدند.
در آزمایشگاه از سمت چپ سطح جانبی با استفاده از دوربین دیجیتالی Canon با قدرت تفکیک 8 مگاپیکسل عکس برداري شد. براي استخراج دادههاي شکل در روش ریختسنجی هندسی تعداد 13 لندمارك با استفاده از نرمافزار Tpsdig2 بر روي تصاویر دو بعدي قرار داده شدند - شکل . - 1 براي روي همگذاري جایگاه لندماركهاي نمونهها با استفاده از آنالیز پروکراست - GPA - به منظور حذف تغییرات غیر شکل شامل اندازه، جهت و موقعیت صورت پذیرفت.[19]
دادههاي حاصل از شکل بدن جمعیتهاي مورد مطالعه با استفاده از آنالیزهاي تجزیه به مؤلفه هاي اصلی - PCA - و چند متغییره تحلیلی مشخصی - DFA - توسط نرمافزار Morpho J و PAST مورد تحلیل قرار گرفتند. مصورسازي تفاوت شکل بدن میانگین Consensus configuration دو جمعیت با یکدیگر با استفاده از نرمافزار Morpho J و توسط نرمافزار Wireframe و شیکه تغییر شکل - Deformation grids - صورت پذیرفت.
شکل - - 1 - لندماركهاي تعیین شده براي استخراج شکل بدن ماهی سفید رودخانهاي: -1 ابتداییترین بخش پوزه، -2 نقطه وسط چشم، -3 محل تقاطع خط موازي با نقطه وسط چشم با لبه بالاي سر، -4 محل تقاطع خط موازي با نقطه وسط چشم با لبه زیرین سر، -5 انتهاییترین نقطه سر، -6 انتهاییترین بخش سرپوش آبششی، -7 ابتداییترین قسمت باله سینهاي، -8 ابتداي قاعده باله پشتی، -9 انتهاي قاعده باله پشتی، -10 ابتداي قاعده باله مخرجی، -11 انتهاي قاعده باله مخرجی، -12 حداکثر تورفتگی ساقه دمی در بالاي ساقه دمی، -13 حداکثر تورفتگی ساقه دمی در پایین ساقه دمی
-3 نتایج
بر اساس نتایج آزمون PCA، تعداد 26 عامل استخراج شدند که از بین آنها تعداد 4 عامل بالاتر از خط برش جولیف قرار داشتند - شکل - 2 و در مجموع 67/701 درصد واریانس را به خود اختصاص دادند - جدول . - 1 به منظور بررسی احتمال وجود تفاوت بین جمعیتهاي مورد مطالعه، نمودار پراکنش افراد بر اساس دو مؤلفه اصلی اول ترسیم شدند - شکل . - 3 در مرحله بعد به منظور تعیین سطح تمایز دو جمعیت از تحلیل تابع تشخیصی - DFA - استفاده شد.
نتایج این تحلیل بر اساس فاصله ماهالوبینس - 4/579 - و سطح معنی داري - p<0/0001 - ، نشان داد که دو جمعیت مورد مطالعه از نظر شکل بدنی داراي تفاوت معنیداري هستند - شکل . - 4 با توجه به نمودار قاب سیمی - Wireframe - ترسیم شده به کمک تحلیل تابع تشخیصی بر اساس شکل اجماع هر کدام از جمعیتها - شکل - 5، می توان مهمترین تفاوتهاي ریختی قابل مشاهده را به صورت زیر بیان کرد: جمعیت رود تجن داراي ارتفاع بدنی بیشتر، اندازه سر کوچکتر و در حالی که جمعیت بابلرود داراي ارتفاع بدنی کمتر و سري با اندازه بزرگتر می باشد.
