تحليل ريخت‌سنجي هندسي فلس ماهيان براي شناسايي جنس، گونه و جمعيت‌ها مطالعه موردي خانواده كپورماهيان (Cyprinidae)

Geometric and morphometric analysis of fish scales to identity genera, species and populations case study: the Cyprinid family

شناسايي گونه‌ها و جمعيت‌هاي ماهيان با استفاده از فلس روشي غير مخرب، سريع و كم هزينه است. از اينرو، اين مطالعه با هدف بررسي امكان به كارگيري روش ريخت‌سنجي هندسي بر پايه لندمارك بر روي فلس ماهيان براي شناسايي سريع گونه‌ها و جمعيت‌هاي ماهيان و مقايسه آن با روش مشابه محيط پيراموني فلس با استفاده از لندمارك‌هاي كاذب به اجرا در آمد. براي اين منظور، از فلس‌هاي يك جمعيت از سس ماهي بزرگ سر (Luciobarbus capito)، چهار جمعيت از ماهي خياطه (Alburnoides eichwaldii) و دو جمعيت از ماهي سفيد (Rutilus frisii kutum)، متعلق به خانواده كپورماهيان استفاده شد. بر روي تصاويرگرفته شده از فلس‌ها در روش در ريخت‌سنجي لندمارك پايه تعداد 17 لندمارك و در روش نيمه‌لندمارك تعداد تعداد 23 نيمه لندمارك تعريف شد سپس، با نرم‌فزار TpsDig2 رقومي شدند. داده‌هاي حاصل پس از تحليل پروكراست، با استفاده از تحليل چند متغيره تجزيه به مولفه‌هاي اصلي، تجزيه همبستگي كانونيك و تحليل خوشه‌اي بررسي شدند. نتايج استفاده از هر دو روش (7 و 23 عدد لندمارك) نشان داد كه تفاوت معني‌داري بين شكل فلس‌هاي هر سه گونه وجود دارد (001/0 > P) ولي تفاوت بين جمعيت‌هاي آنها معني‌دار نبود (05/0 < P). بنابراين، نتايج نشان داد كه تعداد اندك لندمارك نيز مي‌تواند به خوبي اختلافات ميان اشكال فلس را ظاهر نمايد. بر اساس نتايج همچنين مي‌توان بيان كرد كه فلس هر گونه داراي الگوي شكلي منحصر به فردي است، كه مي‌تواند به عنوان كليد شناسايي در نظر گرفته شود.

Using fish scale to identity species and population is a rapid, safe and low cost method. Hence, this study was carried out to investigate the possibility of using geometric and morphometric methods in fish scales for rapid identification of species and populations and compare the efficiency of applying few and/or high number of landmark points. For this purpose, scales of one population of Luciobarbus capito, four populations of Alburnoides eichwaldii and two populations of Rutilus frisii kutum, all belonging to cyprinid family, were examined. On two-dimensional images of the scales 7 and 23 landmark points were digitized in two separate times using TpsDig2, respectively. Landmark data after generalized procrustes analysis were analyzed using Principal Component Analysis (PCA), Canonical Variate Analysis (CVA) and Cluster Analysis. The results of both methods (using 7 and 23 landmark points) showed significant differences of the shape of scales among the three species studied (P < 0.001), but no significant differences among their populations (P > 0.05). The results also showed that few number of landmarks could display the differences between scale shapes. According to the results of this study, it could be stated that the scale of each species had unique shape patterns which could be utilized as a species identification key. Key words: Landmark-based morphometrics, Scale shape, Kutum fish, Bulatmai barbel, Riffle minnow