小“石头”也有大作用

不知道大家有没有这种经历，在吃鱼的时候会发现鱼头里面有像小石头一样的东西，这就是今天要给大家介绍的一种存在于鱼体中的特殊组织——耳石。

灯光下的耳石|eustatic/Flickr

耳石，是一种矿化组织，存在于硬骨鱼类的内耳膜迷路中，主要成分为碳酸钙，它的功能与身体平衡和听觉作用息息相关[1]。鱼类一般有三对耳石，即矢耳石、星耳石和微耳石，它们分别位于球囊、听壶和椭圆囊中[2]。不同鱼类的耳石大小差异明显，例如在石首鱼科的鱼类中，耳石通常比其它常见鱼类要大得多。

鱼类耳石位置示意图（A：耳石的位置；

B：耳石位置的3D结构）|文献[3]

舌鳎和小黄鱼耳石的差异|文献[1]

介绍完耳石的结构和分类情况，下面再说说耳石的药用价值和科研价值。

一、耳石的药用价值

我国古代的《日华子本草》、《千金方》、《本草纲目》等很多医书，都对石首鱼耳石的药效有过记载。《日华子本草》提到“取脑中枕烧为末，饮下治石淋。”，药王孙思邈在《千金方》中提到：“石首鱼头石，化石，通淋，消炎。”由此可见，石首鱼耳石的功效主要是利尿通淋，排石，清热解毒。

二、耳石的科研价值

耳石的科研价值主要基于对其形状和微结构的研究，我们先来了解下耳石的形状。不同鱼类的耳石形状差异较为显著，椭圆形的较为常见，其它还有三角形甚至是不规则的形状。

耳石的不同形状|文献[4]

通过对耳石形态的研究，科学家们建立了一套用于鱼类种群鉴定的方法。其原理就是基于鱼类耳石的二维轮廓具有物种的特异性，通过对耳石轮廓各项指标的比较分析，可以较为准确地判断鱼的种类[5]，尤其是在识别长相近似的鱼类或是无法测量身体形态参数的情况下，耳石的优势就体现出来了。

用于种群识别的耳石参数|文献[5]

介绍完耳石的形状，我们再来看看它的微结构研究有何实际应用？科学家们通过对耳石日轮和微化学成分的分析，可以在鱼类年龄鉴定、生长信息获取和元素指纹建立等方面起到重要作用。

（一）年龄鉴定

耳石相对于鳞片、鳍条、鳃盖骨等年龄鉴定材料，具有很多优点，例如受外部环境影响较小，保存时间较长等。因而成为生活史事件的永久记录形式，也被认为是鉴定鱼类年龄的可靠材料[6]。此外，科学家们发现大多数鱼类从孵化开始都会有规律性地形成轮纹。在此基础上，可以有效解决低龄幼鱼的年龄鉴定问题，极大地推动鱼类早期生活史的研究。

21日龄骨唇黄河鱼仔鱼的矢耳石|文献[7]

（二）获取生长信息

有了鉴定鱼类日龄的技术手段后，可以开展一系列相关的研究。例如，当已知个体的日龄和体长时, 就能得到种群生长曲线，从而推算出某个群体的生长规律。此外，由于生活环境的变化，耳石上的轮纹间距会产生变化，尤其在鱼类的初次摄食、洄游迁移和放流过程中都会在形成特殊的标记轮[8]。这种现象有助于人们研究鱼类生活史中的突发事件，从而对鱼类的特殊行为或者重要发育阶段有更深入地了解。

黑色箭头示耳石上的标记轮|文献[8]

（三）元素指纹的应用

在鱼的整个生命过程中，水体中的化学元素会源源不断地沉积在耳石中。因此，通过借助质谱分析等方法，准确建立鱼类耳石的元素指纹后，我们就可以推测出鱼类从孵化到死亡所经历的生长环境变化。目前，元素指纹的研究主要基于耳石上Sr和Ca的含量变化。因为鱼类从海水到淡水生活后, 耳石中的Sr/ Ca比率将会急剧下降[9]。这对于研究洄游性鱼类的环境历程，描绘它们的洄游路线等问题有很大的帮助。

日本鳗鲡不同生活环境的Sr/Ca变化情况|文献[10]

综上所述，鱼类小小的耳石上面居然隐藏了这么多秘密，相信通过对耳石研究的逐步深入，将会对鱼类的生活习性和行为方式有更加清晰的认识，更有助于对我们所关注的濒危鱼类种群开展有针对性的保护工作。

作者：魏凯

参考文献:

[1]王英俊，吴莹莹，邹琰.鱼类中的小耳石大世界——浅谈硬骨鱼类中的耳石[J].中国水产，2020(6):105-107.

[2]廖锐，区又君.鱼类耳石研究和应用进展[J].南方水产，2008，4(1):69-75.

[3]Patrick P, Hélène D P , Gilles B .Endolymph chemistry and otolith growth in fish[J].C. R. Palevol 3，2004: 535–547.

[4]Werner S, Paul S, Alan J.D.Fish Remains, Mostly Otoliths, from the Non-Marine Early Miocene of Otago, New Zealand[J]. Acta Palae ontologica Polonica, 57(2):319-350.

[5]郭弘艺，魏凯，唐文乔.基于矢耳石形态特征的中国鲚属鱼类种类识别[J].动物分类学报,2010，35(1):127-134.

[6]宋昭彬，曹文宣.鱼类耳石微结构特征的研究与应用[J].水生生物学报，2001，25(6):613-619.

[7]严太明，胡佳祥，杨 婷，等.骨唇黄河鱼耳石早期形态发育和轮纹特征研究[J] .水生生物学报，2014，38(4):764-771.

[8]雷毅，周宇，杨坤，等.野外采集和人工饲养胭脂鱼耳石微结构特征分析[J].四川动物，2017，36(3):285-292.

[9]Tzeng W N, Tsai Y C. Otolith microstructure and daily age of Anguilla japonica elvers from the estuaries of Taiwan with reference to unit stock and larval migration [J]. Journal of Fish Biology， 1992， 40(6): 845−857.

[10]郭弘艺，魏凯，谢正丽，等.中国东南沿海日本鳗鲡幼体的日龄及其孵化时间[J].水产学报，2011，35(7):1050-1057.