Method for External Measurement of Adult Anuran Specimens

研究背景

外部形态量度是经典分类学研究的重要基础之一，量度数据的准确性与分类学研究结果的准确性密切相关。无尾两栖类是指两栖纲无尾目所辖物种，也可泛称为蛙类。Liu (1950)，刘承钊和胡淑琴 (1961)，四川省生物研究所两栖爬行动物研究室 (1977)，费梁等 (1990)，费梁等 (1999) 以示意图的方式，对无尾两栖类外部形态量度作了简要说明；费梁等 (2005和2009a) 结合示意图对无尾两栖类外部形态量度作了较为详细的定义，费梁等 (2009a和2009b) 的无尾两栖类量度数据也为后续研究提供了重要参考。
        对于初学者而言，仅依靠示意图和定义，还不易快速掌握无尾两栖类外部形态量度的测量方法，在实际操作中仍然存在一定困难。本研究主要依据费梁等 (2005和2009a)，结合实践经验，以图解的形式，对无尾两栖类成体标本21项常用的外部形态量度的测量方法加以说明，力求使初学者能快速掌握。此外，本文还介绍了无尾两栖类蹼式的一种表达方式。

材料与试剂

1. 无尾两栖类成体浸制标本，即由5%-10%福尔马林溶液或75%乙醇溶液保存的标本。本文以大树蛙Zhangixalus dennysi (Blanford, 1881) 成体标本为例。
2. 清水。用于冲洗标本。福尔马林溶液保存的标本在冲洗后刺激性气味会稍弱，而乙醇溶液保存的标本如果不经清水冲洗，保存液极易挥发而导致标本干枯。
3. 吸水纸巾。用于擦干标本上的水。
   

仪器设备

1. 长镊子。用于从标本瓶中夹取标本。
2. 乳胶手套。测量标本时最好戴上乳胶手套，尽量不要用手直接触摸标本，尤其是福尔马林溶液保存或固定的标本。
3. 电子数显游标卡尺。用于测量标本，量程以150-200 mm的游标卡尺操作较为方便，测量精度通常精确到0.1 mm。在测量较多标本时，可使用带有电脑数据传输装置的电子数显游标卡尺 (图1)，在游标卡尺量取到数据后，踩动脚踏装置，数据则通过USB传输线直接输入到Excel表格中，可省去手工输入的步骤。使用电子数显游标卡尺时要注意，在测量标本的过程中，尺身如果沾上水则可能导致数据显示错误，因此在测量过程中需经常检查数据的准确性，并及时将尺身上的水擦干。
4. 电脑或记录纸和笔。用于记录测量结果。
   
   
   图1. 带有电脑数据传输装置的电子数显游标卡尺 A. 电子数显游标卡尺；B. 转换装置；C. 脚踏装置；D. USB连接线插口
   
   

实验步骤

1. 无尾两栖类常用外部形态量度及测量方法
   1)

   头体长 (SVL, snout-vent length)：吻端至泄殖腔孔后缘的长度 (图2)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住标本吻端，另一侧卡住标本泄殖腔孔后缘的骨骼。测量时需注意标本的背部是否基本保持平直，否则会影响头体长数据的准确性。
   
   
   图2. 头体长的测量方法
   
   
   2)

   头长 (HL, head length)：吻端至颌关节末端的长度 (图3)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住标本吻端，另一侧卡住标本口角后方的颌骨末端。
   
   
   图3. 头长的测量方法
   
   
   3)

   头宽 (HW, head width)：头部两侧最宽的距离 (图4)。通常是在口角靠近鼓膜处，找到位置后用游标卡尺外测量爪在两侧轻轻卡住，不要用力过大，以游标卡尺尚能前后移动而略有阻力即可。
   
   
   图4. 头宽的测量方法
   
   
   4)

   吻长 (SL, snout length)：吻端至眼前角的距离 (图5)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住标本吻端，另一侧卡住眼前角。
   
   
   图5. 吻长的测量方法
   
   
   5)

   鼻间距 (INS, internasal distance)：两侧鼻孔间的距离 (图6)。用游标卡尺外测量爪的两侧卡住两个鼻孔的内缘。
   
   
   图6. 鼻间距的测量方法
   
   
   6)

   眼间距 (IOS, interorbital distance)：两侧上眼睑内缘之间的最短距离 (图7)。用游标卡尺外测量爪或内测量爪的两侧卡住两侧上眼睑内缘。
   
   
   图7. 眼间距的测量方法
   
   
   7)

   上眼睑宽 (UEW, upper eyelid width)：上眼睑的最大宽度 (图8)。上眼睑最宽处通常在上眼睑的中央位置。
   
   
   图8. 上眼睑宽的测量方法
   
   
   8)

   眼径 (ED or EHD, horizontal diameter of eye)：眼与体轴平行方向的直径 (图9)。用游标卡尺外测量爪的两侧分别卡住眼球的前后缘。
   
   
   图9. 眼径的测量方法
   
   
   9)

   鼓膜径 (TD, diameter of tympanum)：鼓膜与体轴平行方向的直径 (图10)，即水平鼓膜径，也可测量鼓膜最大直径，即最大鼓膜径。选择的测量方法需说明。
   
   
   图10. 鼓膜径的测量方法
   
   
   10)

   前臂及手长 (FAHL, forearm and hand length)：肘关节至第三指末端的长度 (图11)。测量时需注意，肘关节是否基本呈直角，手掌、第三指是否与前臂基本呈直线，若不是，在测量时可将前臂、手掌等角度稍作调整，或用分段测量手长、前臂长而加以替代。
   
   
   图11. 前臂及手长的测量方法
   
   
   11)

   手长 (HAL, hand length)：外掌突近端至第三指末端的长度 (图12)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住外掌突近端边缘，另一侧卡住第三指末端。需注意第三指是否基本与游标卡尺外测量爪呈垂直角度。
   
   
   图12. 手长的测量方法
   
   
   12)

   前臂长 (FOL, forearm length)：外掌突近端至肘关节的长度 (图13)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住外掌突近端边缘，另一侧卡住肘关节处。
   
   
   图13. 前臂长的测量方法
   
   
   13)

   前臂宽 (FAW, maximum width of forearm)：前臂两侧最宽处的距离 (图14)。前臂两侧最宽处通常是前臂基部紧靠肘关节处，用游标卡尺外测量爪的两侧轻轻卡住前臂基部的两侧。需注意，由于肌肉较软，卡住时不要用力过大，以游标卡尺尚能向前移动而略有阻力即可。
   
   
   图14. 前臂宽的测量方法
   
   
   14)

   后肢长 (HLL, hind limb length)：体后端正中部位至第四趾末端的长度 (图15)。测量前，适度用力，将膝关节和胫跗关节拉松，测量时，使股部、胫部、跗足部尽量呈一条直线。我们在实际操作中发现，近期固定的标本，尤其是体型较大的标本，其后肢很难完全拉直，如果强行拉直容易造成后肢关节或骨骼折断，因此对于这类标本，可改用分段测量股长、胫长、跗足长等加以替代。
   
   
   图15. 后肢长的测量方法
   
   
   15)

   股长 (THL, thigh length)：股部两端的长度 (图16)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住膝关节处的股骨关节，另一侧卡住坐骨关节处的股骨关节。
   
   
   图16. 股长的测量方法
   
   
   16)

   胫长 (TBL, tibia length)：胫部两端的长度 (图17)。用游标卡尺外测量爪的两侧分别卡住胫骨关节头的两端。
   
   
   图17. 胫长的测量方法
   
   
   17)

   跗足长 (TFL, length of tarsus and foot)：胫跗关节至第四趾末端的长度 (图18)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住胫跗关节处的跗骨关节头，另一侧卡住第四趾末端。需注意第四趾是否基本与游标卡尺外测量爪呈垂直角度。
   
   
   图18. 跗足长的测量方法
   
   
   18)

   足长 (FTL, foot length)：内蹠突近端至第四趾末端的长度 (图19)。用游标卡尺外测量爪的一侧卡住内蹠突近端边缘，另一侧卡住第四趾末端。需注意第四趾是否基本与游标卡尺外测量爪呈垂直角度。
   
   
   图19. 足长的测量方法
   
   
   19)

   指长 (FL, finger length)：指基部关节至指末端的长度 (图20)。指长数据大多用于确定指长顺序。无尾两栖类通常为4指，最内侧为第一指，最外侧为第四指。测量指长时，需注意不要把掌骨测入。对于关节下瘤较清晰的标本，以指近端第一关节下瘤内侧作为测量起点；对于关节下瘤不清晰的标本，可根据指骨与掌骨的关节处作为测量起点 (将指向腹面弯折，出现折痕的位置即为指骨与掌骨的关节处)。
   
   
   图20. 指长 (第三指) 的测量方法
   
   
   20)

   趾长 (TL, toe length)：趾基部关节至趾末端的长度 (图21)。趾长数据大多用于确定趾长顺序。无尾两栖类通常为5趾，最内侧为第一趾，最外侧为第五趾。测量趾长时，需注意不要把蹠骨测入。对于关节下瘤较清晰的标本，以趾近端第一关节下瘤内侧作为测量起点；对于关节下瘤不清晰的标本，可根据趾骨与蹠骨的关节处作为测量起点 (将趾向腹面弯折，出现折痕的位置即为趾骨与蹠骨的关节处)。
   
   
   图21. 趾长 (第四趾) 的测量方法
   
   
   21)

   指吸盘宽 (FDW, finger disc width)：指末端吸盘的宽度 (图22)。通常测量第三指吸盘宽度，数据可与鼓膜径进行比较。用游标卡尺外测量爪的两侧分别卡住吸盘两侧最宽处。
   
   
   图22. 吸盘宽 (第三指吸盘) 的测量方法
   
   
2. 蹼式的表达方式
   蹼 (web)：连接指与指、趾与趾之间的皮膜。指间的蹼称为指间蹼，趾间的蹼称为趾间蹼。我国无尾两栖类中，大部分物种无指间蹼，仅少数高度树栖的物种具有指间蹼 (如树蛙属Rhacophorus部分物种)；大部分物种多少具有趾间蹼，仅少数物种几乎无趾间蹼，如舌突蛙属Liurana物种、异角蟾属Xenophys部分物种 (凸肛异角蟾X. pachyproctus、张氏异角蟾X. zhangi等)。蹼的有无、发达程度等，具有较重要的分类学意义。
           费梁等 (2005和2009a) 主要依据外侧2指之间蹼的形态，将指间蹼分为5个类型 (微蹼或蹼迹、1/3蹼、半蹼、全蹼、满蹼)；主要依据外侧3趾之间蹼的形态，将趾间蹼分为6个类型 (微蹼或蹼迹、1/3蹼、半蹼、2/3蹼、全蹼、满蹼)。具体划分方法可参见原文。
           蹼的形态也可使用蹼式 (webbing formula) 来表达。蹼式的表达方式在不同文献中略有差异 (Guayasamin et al., 2006; Myers and Duellman, 1982; Savage and Heyer, 1967 and 1997)，本文介绍Savage and Heyer (1997) 的方法，步骤如下。
   1)

   以罗马数字按指、趾顺序编号，内侧第一指为I，向外依次类推。
   2)

   以阿拉伯数字从指、趾远端向近端编号，指、趾末端为"0"，远端第一关节下瘤 (或关节) 为"1"，远端第二关节下瘤为"2"等，依次类推，两个数字编号的中间位置则编为1/2。对于关节下瘤不清晰的标本，可根据指、趾关节作为测量点 (将指、趾向腹面弯折，出现折痕的位置即为指、趾骨的关节处)。
   3)

   蹼达到某个位置，则以相应的编号记录，如到达指、趾末端则为0，到达远端第一关节下瘤 (或关节) 则为1。若蹼已略超过某个数字偏远端，但尚未到达下一个数字，则以达到的数字加"+"表示，相反，则加"-"表示。
   如图23A的蹼式为：I 0^- – ½ II 0 – 0 III 0 – 0 IV ½ – 0 V，图24的蹼式为I 0 – 0 II 0 – 0^- III 0 – ½ IV 1 – 0 V。
   
   
   图23. 依据Savage and Heyer (1997) 的蹼式表达方式示意图 A. 足腹面；B. 第四趾腹面.
   
   
   图24. 白颌大树蛙足腹面，示趾蹼和趾序
   
   

致谢

感谢中国科学院成都生物研究所黄俊杰协助拍摄图片。本研究得到中国科学院战略生物资源能力建设项目 (KFJ-BRP-017-14, KFJ-BRP-017-65)，四川省杰出青年科技人才项目 (2021JDJQ0002) 的支持。

参考文献

1. 费梁. (1999). 中国两栖动物图鉴. 河南科学技术出版社. 郑州.
2. 费梁，胡淑琴，叶昌媛，黄永昭等. (2009a). 中国动物志·两栖纲 (中卷). 科学出版社. 北京.
3. 费梁，胡淑琴，叶昌媛，黄永昭等. (2009b). 中国动物志·两栖纲 (下卷). 科学出版社. 北京.
4. 费梁，叶昌媛，江建平，谢锋，黄永昭. (2005). 中国两栖动物检索及图解. 四川科学技术出版社. 成都.
5. 费梁，叶昌媛，黄永昭. (1990). 中国两栖动物检索. 中国科学技术文献出版社重庆分社. 重庆.
6. 刘承钊，胡淑琴. (1961). 中国无尾两栖类. 科学出版社. 北京.
7. 四川省生物研究所两栖爬行动物研究室. (1977). 中国两栖动物系统检索. 科学出版社. 北京.
8. Guayasamin, J. M., Lehr, E., Rodríguez, D. and Aguilar, C. (2006). A new species of glass frog (Centrolenidae: Cochranella ocellata Group) from central Peru. Herpetologica 62(2): 163-172.
9. Liu, C. C. (1950). Amphibians of western China. Fieldiana Zool Mem 2: 1-397.
10. Myers, C. W. and Duellman, W. E. (1982). A new species of Hyla from Cerro Colorado, and other tree frog records and geographical notes from western Panama. American Museum Novitates 2752: 1-32.
11. Savage, J. M. (1975). Systematics and distribution of the Mexican and Central American stream frogs related to Eleutherodactylus rugulosus. Copeia 1975(2): 254-306.
12. Savage, J. M. and Heyer, W. R. (1967). Variation and distribution in the tree-frog genus Phyllomedusa. Beitra¨ge zur Neotropischen Fauna 5(2): 111-131.
13. Savage, J. M. and Heyer, W. R. (1997). Digital webbing formulae for anurans: a refinement. Herpetol Rev 28(3): 131.