53卷
收稿日期：2021-08-13基金项目：国家级一流本科专业（刑事科学技术）建设专项（教高厅函〔2021〕7号）；江苏省高校优秀科技创新团队建设专项（2019-29）；江苏高校“青蓝工程”优秀教学团队建设项目（苏教师函〔2020〕10号）第一作者：侯森林（1972-），博士，教授，主要从事野生动物鉴定研究工作，E-mail ：****************
3种雀形目鸟类羽毛显微结构观察
侯森林1，2，刘大伟1，2，费宜玲1，2
，王
滨2
（1野生动植物物证技术国家林业和草原局重点实验室，江苏南京
210023；2南京森林警察学院刑事科学技术学院，
江苏南京
210023）
摘要：【目的】明确鸟类羽毛显微结构差异及其特征指标，为利用羽毛微观结构特征鉴定白头鹎（Pycnonotus si-nensis ）、田鹀（Emberiza rustica ）和燕雀（Fringilla montifringilla ）提供科学依据。【方法】以白头鹎、田鹀和燕雀3种雀形目鸟类的飞羽、尾羽及绒羽为研究对象，利用扫描电镜观察记录飞羽和尾羽的羽小钩、纤毛、腹齿等微观结构的数量，测量飞羽和尾羽的基柄长、羽小枝间距，以及绒羽的节间距、节直径和羽小枝间距，并通过SPSS 22.0分析这些指标在3种鸟类间的差异显著性。【结果】（1）尾羽有钩羽小枝基柄长、无钩羽小枝基柄长、羽小钩和纤毛总数及相邻羽小枝间距等指标可为白头鹎、田鹀和燕雀3个物种的鉴定提供依据；而腹齿数可为白头鹎与田鹀、燕雀与田鹀的鉴定提供依据。（2）飞羽无钩羽小枝基柄长、羽小钩和纤毛总数及相邻羽小枝间距等指标可为3个物种的鉴定提供依据；而腹齿数可为白头鹎与田鹀、白头鹎与燕雀的鉴定提供依据，有钩羽小枝基柄长可为白头鹎与田鹀、燕雀与田鹀的鉴定提供依据。（3）绒羽的相邻羽小枝间距可为白头鹎、田鹀和燕雀3个物种的鉴定提供依据；节间距可为白头鹎与田鹀、白头鹎与燕雀的鉴定提供依据；节直径可为白头鹎与燕雀、田鹀与燕雀的鉴定提供依据。【结论】羽小枝间距、基柄长、羽小钩和纤毛总数、节间距、节直径等指标可为白头鹎、田鹀和燕雀3个物种的鉴定提供科学依据，但需综合多个指标进行评判。
关键词：白头鹎；田鹀；燕雀；羽毛；显微结构；物种鉴定中图分类号：S865.34；Q959.7
文献标志码：A
文章编号：2095-1191（2022）07-2042-07
Obrvation on microscopic structure of feathers of 3kinds of
Pasrine birds
HOU Sen-lin 1，2，LIU Da-wei 1，2，FEI Yi-ling 1，2
，WANG Bin 2
（1Key Laboratory of Wildlife Evidence Technology State Forest and Grassland Administration ，Nanjing ，Jiangsu
210023，China ；2
Department of Criminal Science and Technology ，Nanjing Forest Police College ，
Nanjing ，Jiangsu 210023，China ）Abstract ：【Objective 】To clarify microstructure differences and characteristic indicators of bird feathers ，in order to
provide scientific evidence for the identification of Chine bulbul （Pycnonotus sinensis ），Rustic bunting （Emberiza rus-tica ）and Brambling （Fringilla montifringilla ）.【Method 】Remiges ，rectrices and downy feather of 3Pasrine birds ，Chi-ne bulbul ，Rustic bunting and Brambling were taken as rearch objects.The number of microscopic structure of remi-ges and rectrices ，such as hooked barbule ，cilia and ventral tooth were recorded ；and length of ba handle ，distance be-tween barbules of remiges and rectrices ，distance between nodules ，nodular diameter and distance between barbules of downy feather were measured by scanning electronic microscope （SEM ）.At the same time ，differences of the indica-tors among 3species were analyzed by SPSS 22.0.【Result 】（1）For rectrices ，the indicators such as the length of ba handle of distal barbule ，the length of ba handle of proximal barbule ，the sum of the number of hooked barbule and cilia and the distance between uld help identify the 3species ；the number of ventral tooth could be ud to iden-tify Chine bulbul and Rustic bunting ，Brambling and Rustic bunting.（2）For remiges ，the indicators such as the length of ba handle of proximal barbule ，the sum of the number of hooked barbule and cilia and the distance between uld help identify the 3species ；the number of ventral tooth could be ud to identify Chine bulbul and Rustic bun-ting ，Chine bulbul and Brambling ，and the length of ba handle of distal barbule could be ud to identify Chine bulbul
7期·2043·
0引言
【研究意义】羽毛是鸟类皮肤的衍生物，可分为正羽、绒羽和纤羽。羽毛显微结构在不同鸟类中存在明显差异，是鸟类鉴别的重要指标之一，可为其种属鉴定提供科学依据（夏晓飞等，2011；周用武等，2018）。羽毛是鸟类案件现场较易发现的物证，但很难通过宏观形态确定其所属种类，因此开展鸟类羽毛显微结构研究，不仅对利用羽毛来确定涉案鸟类的种属具有重要意义，还可为案件侦破提供更多可靠的科学依据。【前人研究进展】目前，针对鸟类羽毛显微结构的研究主要是通过扫描电镜观察羽小枝结构，并对一些可测的指标进行比较分析，普遍认为羽毛的微观结构可用于鸟类种属鉴定（侯森林，2014a，2014b），研究涉及物种包括鸮形目鸟类（蒋敬和周用武，2015）、鸡形目鸟类（侯森林，2016）、鹤形目鸟类（侯森林等，2018）、鸻形目鸟类（夏晓飞等，2019）及雨燕目鸟类（王俊杰等，2020）等。已有研究证实，在羽毛显微结构的多个指标中总有某些指标可为物种的鉴定提供科学依据，如雨燕科（Apodidae）的白腰雨燕（Apus pacificus）、普通楼燕（A.apus）和白喉针尾雨燕（Hirundapus caudacutus）的飞羽羽小轴表面纹饰、绒羽节点形状可作为属间分类的重要特征（王俊杰等，2020）；红角鸮（Otus scopus）、斑头鸺鹠（Glaucidium cuculoides）和黄腿渔鸮（Ketupa flavi-pes）尾羽的正羽羽片宽度和羽干长度及绒羽的羽小枝基节长、节间距可用于鉴别这3种鸟类（蒋敬和周用武，2015）；金雕（Aquila chrysaetos）、白腹隼雕（Hie-raaetus fasciatus）
和蛇雕（Spilornis cheela）等10种鸟类的飞羽、尾羽及体羽的羽小钩数、纤毛数和无钩羽小枝一侧腹齿数在任2个物种间多存在显著或极显著差异，可为这10种鸟类的鉴定提供科学依据（侯森林，2014a，2014b，2014c）。以上研究结果表明，羽毛显微结构指标可为鸟类的分类鉴别提供科学依据，进而为盗猎鸟类案件的办理提供有效证据。【本研究切入点】白头鹎（Pycnonotus sinensis）、田鹀（Emberiza rustica）和燕雀（Fringilla montifringilla）是野生动物案件中常见的涉案物种，三者作为陆生野生动物在维持自然生态平衡中发挥了重要作用，且田鹀为《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》的易危物种，但目前针对这3种鸟类羽毛微观结构的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以白头鹎、田鹀和燕雀的绒羽、飞羽和尾羽三类羽毛为研究对象，利用扫描电镜对这3种鸟类的三类羽毛微观结构特征进行观察分析，以期为利用羽毛微观结构特征鉴定白头鹎、田鹀和燕雀提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
白头鹎、田鹀和燕雀的三类羽毛均为国家林业局森林公安司法鉴定中心的鉴定检材，所选白头鹎、田鹀和燕雀样本均为成体，分别剪取其初级飞羽和中央尾羽各12片、腹部中央绒羽各20片。样本分别来源于6只不同个体，选择羽片中间部位作为研究对象。
1.2试验方法
将采集的羽毛样本浸入乙醚和95%乙醇混合液（1∶1）中脱脂1h，取出放入无水乙醇中清洗1h，然后自然干燥备用。首先选择适宜大小的载物台，将导电胶黏附在载物台上，从处理好的羽片上取一根羽枝，以镊子将所取羽枝轻轻放置在载物台的导电胶上，并做好标记；将处理好的样本置于扫描电镜（Hitachi S-3400NⅡ）下进行观察，严格按照扫描电镜操作流程对样品进行观察及拍照，记录尾羽和飞羽的有钩羽小枝基柄长、无钩羽小枝基柄长、相邻羽小枝间距、腹齿数、羽小钩和纤毛总数，以及绒羽的节间距、节直径、相邻羽小枝间距等指标数据，各30组。
1.3统计分析
试验数据采用SPSS22.0进行统计处理及单因素方差分析（One-way ANOV A）。
and Rustic bunting，Brambling and Rustic bunting.（3）For downy feather，the distance between barbules could be ud to identify the3species，the distance between nodules can be ud to identify Chine bulbul and Rustic bunting，Chine bulbul and Brambling，the nodular diameter could be ud to identify Chine bulbul and Brambling，Rustic bunting and Brambling.【Conclusion】The distance between barbules，the length of ba handle，the sum of the number of hooked bar-bule and cilia，the distance between nodules，the nodular diameter etc.can provide s
cientific basis for the identification of the3studied bird species and multiple indicators should be considered together for comprehensive evaluation.
Key words：Chine bulbul；Rustic bunting；brambling；feather；microscopic structure；species identification Foundation items：National First-class Undergraduate Major（Criminal Science and Technology）Construction Pro-ject（JGTH〔2021〕7）；Excellent Scientific and Technological Innovation Team of Higher Education in Jiangsu Province （2019-29）；“Qing Lan”Excellent Teaching Team Building Project of Higher Education Institutes of Jiangsu Province （SJSH〔2020〕10）
侯森林等：3种雀形目鸟类羽毛显微结构观察
53卷
南方农业学报·2044·
2结果与分析
2.1
尾羽微观结构观察与比较
尾羽由有钩羽小枝和无钩羽小枝组成（图1），羽枝一侧为无钩羽小枝，另一侧为有钩羽小枝，相邻羽小枝排列紧密，相邻羽枝的有钩羽小枝和无钩羽小枝可紧密钩连在一起，形成坚实的羽片；有钩羽小枝的羽小钩向基柄一侧弯曲，纤毛位于羽小钩后端，羽小枝两侧的纤毛长短不一。
扫描电镜下观察计数发现：3种鸟类尾羽有钩羽小枝的基柄长均短于无钩羽小枝的基柄长（表1）；白头鹎尾羽无钩羽小枝侧着生3~4枚锯齿状腹齿，羽小钩和纤毛总数为8~11枚；田鹀无钩羽小枝侧着生4枚锯齿状腹齿，羽小钩和纤毛总数为9~12枚；燕雀无钩羽小枝侧着生3~4枚锯齿状腹齿，羽小钩和纤毛总数为6~10枚。
利用SPSS 22.0对白头鹎、田鹀和燕雀的尾羽羽小枝的羽小钩和纤毛总数、腹齿数、有钩羽小枝基柄长、无钩羽小枝基柄长及相邻羽小枝间距的30组数
据进行显著性分析。结果（表2）表明，尾羽无钩羽小
枝的腹齿数在白头鹎与燕雀间差异不显著（P >0.05，下同），在白头鹎与田鹀间差异显著（P <0.05，下同），在田鹀与燕雀间差异极显著（P <0.01，下同）；其他几个指标在3种雀形目鸟类中两两差异均达极显著水平。因此，有钩羽小枝基柄长、无钩羽小枝基柄长、羽小钩和纤毛总数及相邻羽小枝间距等指标可为这3个物种的鉴别提供依据，而腹齿数无法区分白头鹎和燕雀。
2.2飞羽微观结构观察与比较
飞羽也是由有钩羽小枝和无钩羽小枝组成（图2），其基本结构和尾羽完全相同。扫描电镜下观察计数发现：3种鸟类飞羽有钩羽小枝的基柄长均较无钩羽小枝的基柄长短（表3）；白头鹎飞羽无钩羽小枝侧的腹齿数为4~6枚，有钩羽小枝的羽小钩和纤毛总数为9~16枚；田鹀飞羽无钩羽小枝侧的腹齿数为2枚，有钩羽小枝的羽小钩和纤毛总数为8~10枚；燕雀飞羽无钩羽小枝的腹齿数也是2枚，有钩羽小枝的羽小钩和纤毛总数为8~12枚。
物种Species 白头鹎P .sinensis 田鹀E.rustica 燕雀
F .montifringilla
有钩羽小枝Distal barbule
羽小钩+纤毛（枚）Hooked barbule+cilia 9.20±1.06（8~11）10.53±0.94（9~12）8.23±0.90（6~10）基柄长（µm ）Length of ba handle
163.60±9.77（147~179）209.13±10.30（192~225）240.73±8.41（226~258）
无钩羽小枝Proximal barbule
基柄长（µm ）Length of ba handle 293.87±8.46（271~306）266.57±7.97（252~286）284.93±9.41（266~300）腹齿数（枚）Ventral tooth
3.83±0.38（3~4）4（4~4）3.73±0.45（3~4）
相邻羽小枝间距（µm ）
Distance between
barbules
21.72±2.56（15.9~26.6）27.10±0.81（25.8~28.7）19.65±1.32（17.2~22.8）
图1尾羽羽小枝的显微形态结构
Fig.1Microscopic barbule structure of rectrices
A ：白头鹎；
B ：田鹀；
C ：燕雀。1：有钩羽小枝；2：无钩羽小枝。图2同
A ：P .sinensis ；
水浒传推荐理由
B ：E.rustica ；
C ：F .montifringilla .1：Distal barbule ；2：Proximal barbule.The same was applied in Fig.2
表1尾羽羽小枝的显微结构差异比较
Table 1Microscopic barbule structure comparison of rectrices
A1B1C1
A2B2C2
7期·2045·
利用SPSS22.0对所记录白头鹎、田鹀和燕雀的飞羽羽小枝的羽小钩和纤毛总数、腹齿数、有钩羽小枝基柄长、无钩羽小枝基柄长及相邻羽小枝间距的30组数据进行显著性分析。结果（表4）表明，飞羽无钩羽小枝的腹齿数在田鹀与燕雀间差异不显著，而在白头鹎与田鹀、白头鹎与燕雀间的差异均达极显著水平；有钩羽小枝的基柄长在白头鹎与燕雀间差异不显著，而在白头鹎与田鹀、燕雀与田鹀间的差异均极显著；其他几个指标在3种雀形目鸟类中两两差异均达显著或极显著水平。因此，无钩羽小枝基柄长、羽小钩和纤毛总数及相邻羽小枝间距等指标可为这3个物种的鉴别提供依据，而腹齿数无法区分田鹀和燕雀、有钩羽小枝的基柄长无法区分白头鹎和燕雀。
2.3绒羽微观结构观察与比较
鸟类绒羽的基本结构相同，均由节状羽小枝组成（图3），但无羽小钩和腹齿等结构，因此羽小枝排列较松散，未能形成坚实的羽片。绒羽主要起到隔热保温的作用。记录白头鹎、田鹀和燕雀的绒羽相邻羽小枝间距、节间距及节直径等数据各30组（表5），再利用SPSS22.0对上述数据进行显著性分析，结果（表6）表明，除白头鹎与田鹀的节直径、田鹀与
物种
Species
田鹀E.rustica
燕雀F.montifringilla
有钩羽小枝Distal barbule
羽小钩+纤毛
Hooked barbule+cilia
白头鹎
P.sinensis
被字句26.545**
14.474**
田鹀
E.rustica
94.245**
基柄长
Length of ba handle
白头鹎
P.sinensis
308.772**
1074.536**
田鹀
E.rustica
169.501**
无钩羽小枝Proximal barbule
基柄长
Length of ba handle张佑方
白头鹎
P.sinensis
165.458**
14.946**
田鹀
E.rustica
66.500**
腹齿数
Ventral tooth
白头鹎
P.sinensis
5.800*
0.867
田鹀
E.rustica
10.545**
相邻羽小枝间距
Distance between
barbules
白头鹎
P.sinensis
120.181**
15.365**
田鹀
E.rustica
689.131**
表2尾羽羽小枝显微结构指标的差异性分析结果（F值）
Table2Analysis of the difference（F value）of indicators of microscopic barbule structure of rectrices
*表示差异显著（P<0.05）；**表示差异极显著（P<0.01）。表4和表6同
*reprented significant difference（P<0.05）；**reprented extremely significant difference.The same was applied in Table4and Table6
图2飞羽羽小枝的显微形态结构
Fig.2Microscopic barbule structure of remiges
表3飞羽羽小枝的显微结构差异比较
Table3Microscopic barbule structure comparison of remiges
物种
Species
白头鹎
P.sinensis
田鹀
E.rustica
燕雀
有钩羽小枝Distal barbule
羽小钩+纤毛（枚）
Hooked barbule+cilia
11.93±1.72
（9~16）
8.33±0.76
（8~10）
10.00±1.08
（8~12）
基柄长（µm）
Length of ba handle
226.27±9.38
（200~241）
202.30±11.94
（185~231）
223.73±3.27
（218~230）
无钩羽小枝Proximal barbule
基柄长（µm）
Length of ba handle
322.30±12.56
（298~347）
239.80±12.97
（219~263）
260.57±7.36
（244~271）
腹齿数（枚）
Ventral tooth
4.33±0.66
（4~6）
2
（2~2）
2
（2~2）
相邻羽小枝间距（µm）
Distance between
barbules
3.59±0.49
（2.9~4.6）
12.54±0.70
（11.4~14.8）
13.21±1.38
（10.3~16.2）
A1B1C1 A2B2C2
侯森林等：3种雀形目鸟类羽毛显微结构观察
53卷
南方农业学报
·2046·
燕雀的节间距差异不显著外，节直径在白头鹎与燕雀、田鹀与燕雀间，节间距在白头鹎与田鹀、白头
鹎与燕雀间的差异均达显著或极显著水平；而相邻羽小枝间距在两两间均存在极显著差异。因此，绒羽相邻羽枝间距是对白头鹎、田鹀和燕雀进行鉴别的首选指标。
3讨论
苹果手机怎么强制重启鸟类羽毛中飞羽的作用是控制飞行，但不同种鸟类的飞行习性有所不同，其中羽毛微观结构通常是羽毛功能的决定性基础（李冰，2008），因此开展鸟类羽毛显微结构研究对评估鸟类飞行能力具有重要价值。羽毛显微结构还能为鸟类的鉴定提供依据（周用武等，2018；刘磊等，2020）。鸟类身体各部位的羽毛均可能遗留在案件现场而成为重要的涉案物证，利用这些残留的羽毛确定涉案鸟类种属已成为案件侦破的关键环节，即要求进行鸟类羽毛显微结构研究时应同时展开多类羽毛比较。目前，针对某种或几种鸟类某类羽毛的研究较多（侯森林，2014a，2014b；吴新然等，2014；周用武和刘昌景，2018）。本研究以白头鹎、田鹀和燕雀的绒羽、飞羽和尾羽三类羽毛为研究对象，利用扫描电镜对其羽毛微观结构特征进行观察分析，研究结论更有助于应对错综复杂的案件现场。
在利用鸟类羽毛进行物种鉴定时，应选用多个指标进行综合评判，以增加鉴定结果的可靠性，减少误判风险；同时可将一些易混淆的可数指标合并为一个指标给予考虑（吴新然等，2014）。本研究选用尾羽和飞羽各5个指标、绒羽3个指标，同时将羽小钩
物种Species 白头鹎
P.sinensis
田鹀
E.rustica
燕雀
32.13±1.38
（28.9~35）
30.30±3.26
（24.1~37.3）
30.36±1.20圣诞节活动策划方案
（27.8~32.5）
筷的四字词语
节直径（µm）Nodular diameter
6.31±0.62
（4.82~7.23）
6.15±0.51
（4.82~7.46）
6.51±0.39
（5.83~7.34）
相邻羽小枝间距（µm）Distance between barbules
32.95±2.56
（28.4~38.7）
46.28±3.37
（39.5~54.1）
49.63±2.90
（42.2~54.6）
物种
Species
田鹀E.rustica
燕雀F.montifringilla
有钩羽小枝Distal barbuler
羽小钩+纤毛
Hooked barbule+cilia
白头鹎
甜品芋圆
P.sinensis
109.966**
27.129**
田鹀
E.rustica
47.697**
基柄长
Length of ba handle
白头鹎
P.sinensis
74.785**
1.952
田鹀
E.rustica
89.971**
无钩羽小枝Proximal barbule
基柄长
Length of ba handle
白头鹎
P.sinensis
626.667**
539.498**
田鹀
E.rustica
58.204**
腹齿数
Ventral tooth
白头鹎
P.sinensis
373.947**
373.947**
田鹀
E.rustica
相邻羽小枝间距
Distance between
barbules
白头鹎
P.sinensis
3287.592**
1315.391**
田鹀
E.rustica
5.596*
表4飞羽羽小枝显微结构指标的差异性分析结果（F值）
Table4Analysis of the difference（F value）of indicators of microscopic barbule structure of remiges
图3绒羽羽小枝的显微形态结构
Fig.3Microscopic barbule structure of downy feather
A：白头鹎；B：田鹀；C：燕雀
A：P.sinensis；B：E.rustica；C：F.montifringilla
表5绒羽羽小枝的显微结构差异比较
Table5Microscopic barbule structure comparison of downy feather
表6绒羽羽小枝显微结构指标的差异性分析结构（F值）
Table6Analysis of the difference（F value）of indicators of microscopic barbule structure of downy feather
物种
Species
田鹀E.rustica
燕雀F.montifringilla
节间距Distance between nodules
白头鹎P.sinensis
8.204*
28.090**
田鹀E.rustica
0.009
节直径Nodular diameter
白头鹎P.sinensis
思厥先祖父的厥1.123
2.319*
田鹀E.rustica
9.632*
相邻羽小枝间距Distance between barbules
白头鹎P.sinensis
298.690**
558.480**
田鹀E.rustica
17.042**
A B C
