吐鲁番沙虎的食物化学识别机制

为探究吐鲁番沙虎(Teratoscincus roborowskii)对食物的化学识别能力,从而揭示吐鲁番沙虎摄食刺山柑(Capparis spinosa)果实的机制,采用棉签法研究吐鲁番沙虎对不同类型食物的反应,用弹舌速率(tongue-flick rate,TFR)和弹舌攻击得分(tongue-flick attack score,TFAS)作为响应指标。吐鲁番沙虎在不同食物刺激源和不同成熟程度的刺山柑之间表现出不同的TFR、TFAS。吐鲁番沙虎对乙醇刺激表现出最高的TFR;对成熟刺山柑果实的TFR显著高于腐败刺山柑果实和生刺山柑果实。吐鲁番沙虎对成熟刺山柑果实和香水的TFAS显著高于蒸馏水;成熟刺山柑果实和酒精的TFAS显著高于腐败刺山柑和蒸馏水。结果表明,吐鲁番沙虎具有猎物化学识别能力,验证了犁鼻器化学识别在吐鲁番沙虎定位刺山柑果实上发挥重要作用的假说,并支持部分坐等型捕食者也具有化学识别能力,可以通过弹舌去辨别周围的环境和猎物信息。     

吐鲁番沙虎头、体大小的两性异形及其食性的季节性变化

于2008年4月—2009年5月在新疆中国科学院吐鲁番沙漠植物园,捕获155号吐鲁番沙虎(Teratoscincus roborowskii)活体,对其两性异形和食性季节变化进行了研究,并收集单独暂养的吐鲁番沙虎粪便167份用于食性分析,同时测量各项形态学指标,切趾标记后放回原捕获地。结果表明:吐鲁番沙虎成体有两性异形,表现为雄性个体有较宽的头部,成体雌性具有较大的腋胯距;不同年龄组的两性个体头长和雄性个体的头宽随吻肛长都呈同速增长,只有雌性头宽的增长速率在个体发育过程中逐渐减小;吐鲁番沙虎摄入的动物性食物均为节肢动物,植物性食物为刺山柑果实。4—5月的生态位宽度为4.15,6—7月的生态位宽度为4.23,8—9月的生态位宽度为4.48。其中6—7月和8—9月的生态位重叠度最高。     

过大耳猬(Hemiechinus auritus)消化道对刺山柑(Capparis spinosa)种子吸水及萌发的影响

动植物相互作用关系是近年来研究的热点问题,动物对植物种子的扩散作用是其中一个重要的研究内容。食果动物促进植物种子萌发的一个主要机制是过消化道提高种子对水和气体的渗透性。本文通过试验分析大耳猬(Hemiechinus auritus)消化道是否影响刺山柑(Capparis spinosa)种子的吸水及萌发,探究大耳猬对刺山柑种子的扩散机制。结果表明:过大耳猬消化道增加了刺山柑种子的吸水量(0~12 h),提高了吸水速度(0~12 h),增加了吸水率(0~2 h、10 h)与分段吸水率(0~2 h);过大耳猬消化道的刺山柑种子萌发率与对照无显著差异,但过大耳猬消化道的刺山柑种子再经GA3溶液浸泡后萌发率显著高于对照组和单纯GA3处理组,并延长了萌发天数;TTC测定结果表明,所有试验组刺山柑种子的生活力均没有显著差异。上述结果说明,大耳猬消化道的作用是提高刺山柑种子对水的渗透性并破坏种子的机械阻碍,有助于种子萌发,同时对活力没有影响。大耳猬对刺山柑的种子扩散有一定的潜在意义。     

吐鲁番沙虎对不同食物化合物的反应

化学感受在蜥蜴的生态和行为中发挥了重要作用,而中国特有且罕见的食果性壁虎——吐鲁番沙虎Teratoscincus roborowskii是否具有食物的化学识别能力尚不清楚。采用棉签法研究吐鲁番沙虎对不同食物化合物的反应,以饱和蔗糖溶液作为碳水化合物,纯猪肉脂肪作为脂类的复杂混合物,大豆蛋白粉溶液作为蛋白质,蒸馏水作为对照。用棉签分别蘸这些刺激物,进行60 s弹舌试验。用弹舌速率(TFR)和弹舌攻击得分[TFAS(R)]作为响应食物化合物的指标,以探讨吐鲁番沙虎探测不同类型食物的化学识别模式。结果表明,吐鲁番沙虎对不同食物化合物的TFR和TFAS(R)差异有统计学意义;对蒸馏水、饱和蔗糖溶液的TFR极显著或显著大于脂肪;对脂肪的TFAS(R)极显著大于蒸馏水、饱和蔗糖溶液。这些结果也提示,吐鲁番沙虎能使用犁鼻器检测和识别不同食物化合物。     

性别、季节和体型大小对吐鲁番沙虎巢域的影响

2008年6月份至2009年5月份对吐鲁番沙虎的巢域进行调查:2008年6月份至2008年8月份为繁殖季节(RS),2008年9月份至2009年5月份(冬眠期除外)为非繁殖季节(NRS)。利用截趾标志重捕法研究吐鲁番沙虎的巢域,共标记283只吐鲁番沙虎,累计繁殖季节24只,非繁殖季节43只重捕超过3次(其中13只个体在繁殖季节和非繁殖季节均够3次以上捕捉次数,为重复个体),可以用于计算个体巢域面积数据。利用软件MapGis计算最小凸多边形法(MCP)巢域面积,并分析性别、体型大小、季节等因素对巢域的影响。结果表明:吐鲁番沙虎非繁殖季节雄性、雌性与幼体各组间的巢域面积差异均显著,繁殖季节巢域面积差异不显著;雌雄个体不同季节或全年合并比较巢域面积差异性均不显著;非繁殖季节面积与吻肛长(SVL)显著相关、全年成体组的巢域面积与吻肛长显著相关;成体巢域面积季节差异显著(U=41,P=0.046),幼体则没有季节差异(U=159,P=0.537)。因而,吐鲁番沙虎的巢域大小受性别因素影响不大,体型大小对巢域面积有显著影响,由于繁殖、食物资源等的季节变化是影响吐鲁番沙虎巢域最重要的因素。     

封闭群子午沙鼠的寄生虫感染及药物净化效果

目的为建立清洁级子午沙鼠种群奠定基础,为制定子午沙鼠寄生虫检测标准提供参考依据。方法对封闭群子午沙鼠寄生虫感染情况进行调查研究,选择胺菊·氯菊酯、吡喹酮、替硝唑三种药物,分为高、中、低剂量对子午沙鼠用药,观察子午沙鼠体内外寄生虫驱除情况。结果在子午沙鼠体内检出鼠三毛滴虫和短膜壳绦虫两种体内寄生虫,体外寄生虫有鼠肉螨。高、中、低剂量组能不同程度杀死子午沙鼠体表食肉螨,鼠肉螨用1%的胺菊·氯菊酯药浴子午沙鼠三次即可驱除子午沙鼠体表的鼠肉螨,有螨动物只数为零。吡喹酮中剂量组(31 mg/kg)有完全杀死子午沙鼠体内短膜壳绦虫的作用,且为最佳给药剂量。替硝唑中剂量组(42 mg/kg)为净化子午沙鼠体内鼠三毛滴虫的最佳剂量。结论现有的子午沙鼠体内有鼠三毛滴虫和短膜壳绦虫感染,体外有鼠肉螨寄生,三种抗寄生虫药物具有选择性驱除这些寄生虫的作用。     

脊椎动物传播植物肉质果中的次生物质及其生态作用

在种子植物-动物的互惠关系中,植物果实成熟后需要吸引种子传播者取食果实,传播其种子至适宜萌发的生境,同时又要防御种子捕食者过度消耗种子。果实内的次生物质(如:配糖生物碱、大黄素、辣椒素)在此过程中起到重要的调控作用。依赖脊椎动物传播的肉质果中往往含有与植物茎、叶内相同的次生物质,其种类繁多,主要分为含氮化合物、酚类化合物和萜类化合物。未成熟果实内富含次生物质(如:单宁、大黄素),主要保护未成熟种子不被潜在的捕食者和食果动物取食,这些次生物质的含量通常随果实成熟而降低;其它次生物质(如:脱辅基类胡萝卜素)的含量随果实成熟而增多,可能起到吸引食果动物的作用。在对脊椎动物捕食的抵御中,果实内不同类型的次生物质促使成熟果实对所有脊椎动物都有毒性(专毒性)或者仅对种子捕食者有毒性(泛毒性)。肉质果内的次生物质对植物-食果动物相互关系的调控作用,还可以通过调节动物取食频次和数量、抑制和促进种子萌发、改变种子在肠道的滞留时间、吸引传播者等生态作用而实现。某种次生物质往往集多种生态作用于一身。目前对肉质果内次生物质与脊椎动物相互关系的探讨还不够深入。未来研究需要综合考虑植物次生物质与果实生理生化、形态学等特征对食果者的综合调控机理;次生物质在种子传播后的调控作用对植物种群或群落结构和分布格局的影响;从动植物协同进化角度探讨植物次生物质的产生、防御和吸引策略与脊椎动物对果实的选择和消费之间的关系等。开展脊椎动物传播肉质果实中次生物质的研究,对完善种子传播机制、植物繁殖和更新格局,丰富动植物相互作用、协同进化理论具有重要的意义。     

新疆沙虎的两性异形

通过测量和比较采自新疆且末县的新疆沙虎Teratoscincus przewalskii成体的体型和口宽等6个形态特征,研究了新疆沙虎的两性异形。研究共采集64只新疆沙虎(雌性26只,雄性38只),雌雄成体最小体长(SVL)分别为63.6 mm和59.7 mm。口宽、头宽、头高、眼间距和尾长5个局部形态特征均与体长呈显著正相关。新疆沙虎体长雌雄间无差异,其它身体形态特征仅口宽具有显著的两性差异,且口宽相对于体长呈异速生长,雌性增长速率大于雄性。新疆沙虎口宽的两性异形可能与两性间食性的差异有关,而体长和其它身体形态特征无显著两性差异则可能与性选择和自然选择的综合作用有关。     

光周期对布氏田鼠和长爪沙鼠体重和能量代谢的影响

本文测定了光周期对雄性布氏田鼠和长爪沙鼠的体重、基础代谢率和能量代谢的影响。动物从长光照(16L∶8D , LD) 转入短光照(8L∶16D , SD) 条件下驯化6 周(田鼠) 和7 周(沙鼠) 。结果显示: (1) 无论在LD还是SD 条件下, 两种动物的体重都趋于增加, 但反应程度不同也具有种间差异性。两种动物的体重对光周期的反应有时段性, 约14 d 前两种动物的体重增加迅速, 而后增加缓慢, 3 周左右趋于稳定。短光照条件下布氏田鼠和长爪沙鼠的体重分别增长了37 %和11 % , 均低于长光照组(分别为47 %和25 %) , 说明短光照条件下布氏田鼠和长爪沙鼠的体重增长较长光照缓慢; (2) 光照对两种动物的摄入能、消化能和可代谢能均没有显著影响,摄入能与体重的增长无关; (3) 光照对两种动物的基础代谢率无显著影响。这些结果表明: 布氏田鼠和长爪沙鼠在自然环境中, 可能以光周期作为一种信号, 当环境温度降低、食物质量变劣时, 采取降低体重以减少绝对能量需求的策略而适应环境。     

食物水限制对子午沙鼠海马组织HIF-1α相关活性物质表达的影响

目的探讨食物水限制对子午沙鼠Meriones meridianus海马组织低氧诱导因子-1α(HIF-1α)等相关活性物质表达的影响,阐明食物水缺乏对子午沙鼠海马组织的影响及相关机制。方法子午沙鼠随机分为食物水限制0 d、3 d、6 d、9 d组,每组6只。运用免疫组织化学方法检测海马组织低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、Bax、Bcl-2的表达。结果食物水限制可引起海马组织HIF-1α、Bax表达增加(P0.05),Bcl-2生成减少(P0.05)。HIF-1α阳性细胞比率从0 d的低于10%增加到3 d的80%以上。食物水限制期间海马CA3区HIF-1α在食物水限制3 d组可见显著应答效应,而CA1反应晚于CA3区。HIF-1α与Bax的表达呈正相关,与Bcl-2的表达呈负相关。HIF-1α可能部分参与食物水限制期间海马Bax与Bcl-2表达的调节。     

新疆南北疆灌木植物组成及区系比较

在文献和标本查阅以及野外调查的基础上,比较了北疆和南疆灌木植物的种类、组成及分布区类型的差异,并分析了北疆和南疆灌木植物的相似性。结果表明:新疆共分布有野生灌木植物39科127属462种,其中北疆分布有37科104属350种,南疆分布有28科63属160种。北疆和南疆灌木植物中含2~10种的科最多,分别占北疆和南疆灌木植物总科数的59.5%和60.7%,共有的优势科为菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)和藜科(Chenopodiaceae);在属级水平上均以含1种的属和含2~10种的属占优势。北疆和南疆灌木植物科的分布区类型均以世界广布型和北温带分布型为主,其中,在北疆灌木植物中这2个分布型科的数量分别占总科数的43.2%和32.4%、在南疆灌木植物中分别占总科数的50.0%和28.6%。北疆和南疆灌木植物属的分布区类型均以地中海区、西亚至中亚分布型和北温带分布型为主,其中,在北疆灌木植物中这2个分布型属的数量分别占总属数的26.9%和22.1%、在南疆灌木植物中则分别占总属数的31.7%和27.0%。北疆和南疆灌木植物中分别包含特有种15和8种,此外还包含一些珍稀濒危种类及古老的孑遗种。北疆与南疆灌木植物区系在科、属、种水平上的相似性系数分别为86.1%、69.4%和40.8%,表明在科、属水平上2个区域的灌木植物区系有较为密切的关系。研究结果显示:北疆和南疆灌木植物在种类组成、分布区类型和特有种数量等方面有一定差异,但均具有明显的温带性质,并形成了一系列适应于当地生态环境的生存策略。     

1981—2018年新疆草地归一化植被指数时空特征及其对气候变化的响应

在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981—2018年新疆草地归一化植被指数(NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明：(1)1981—2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259—0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化...     

新疆植物特有种及其分布

以新疆植物的研究成果为基础,对国内外相关资料进行了全面收集和整理,已初步查明,新疆特有植物共计38科118属268种。研究植物的特有现象,可为深入了解新疆植物区系的性质、特点、起源及演变规律提供资料。     

Tooth wear and dental pathology of the Bronze-Iron Age people in Xinjiang, Northwest China: Implications for their diet and lifestyle

Tooth wear and dental pathology related to diet and lifestyle were investigated in the human dental remains unearthed from three archaeological sites of Bronze Age and Iron Age in Xinjiang of northwest China, and in comparative samples from two Neolithic sites in Henan and Shanxi in central China along the Yellow River.Our results indicate that the average tooth wear on most tooth types in the three Xinjiang sites was close to those of the Neolithic samples from central China. The variation within the Xinjiang samples was also explored. Some special wear patterns such as severe wear on the first molar and relatively heavy wear of anterior teeth were observed on the specimens from the Xinjiang sites. Obvious differences in caries and antemortem tooth loss were found between Xinjiang and comparative samples with higher frequencies of caries observed in samples from central China and higher antemortem tooth loss in samples from the Xinjiang sites. Strongly developed exostoses (tori) were also identified on mandibles and maxillae of the specimens from Xinjiang.The authors believe that the differences in tooth wear and dental pathology between Xinjiang and central China were caused by differences in diet and lifestyle. Food of a harder texture was consumed by the people who lived in Xinjiang than by the people in Henan and Shanxi of central China. The higher occurrence of heavily worn anterior teeth and some other special wear patterns, antemortem tooth loss and presence of exostoses on jaw bones in Xinjiang suggest that the people in Xinjiang lived in a relatively harsh environment, frequently gnawing hard objects, or using teeth as some kind of tools. All these activities put masticatory organs under a heavy load. The differences in caries frequencies between the frontier and central areas of China indicate that food richer in carbohydrates was consumed by the people in the central areas.It is proposed that about 3000-2000 years BP in many areas of frontier Xinjiang, people mainly relied on the type of hunter-gatherer economy with agriculture playing a smaller role in their lifestyle.     

中国新疆柳叶藓科、青藓科和灰藓科植物区系研究

通过对新疆柳叶藓科(Amblystegiaceae)、青藓科(Brachytheciaceae)和灰藓科(Hypnaceae)植物标本的野外采集和室内鉴定,报道了中国新疆地区柳叶藓科15属33种,青藓科12属51种,灰藓科11属30种,共计38属114种。其中,中国青藓科新记录种2种,新疆新记录4属37种。优势属10个,且以青藓属(Brachythecium BrushSchimp.)为代表的北温带成分为主;单种属19个,体现了新疆藓类植物区系的古老性和多样性。新疆3科藓类植物区系成分可划分为9种类型,其中北温带成分居主导地位,占中国新疆3科藓类植物总种数的52.08%,东亚成分次之,占25.01%,热带成分甚微。对中国新疆与中国内蒙古、中国西藏以及俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、巴基斯坦和印度7个邻近地区的区系比较发现,印度物种丰富度最高,俄罗斯和中国新疆次之;中国新疆与中国内蒙古、俄罗斯在物种组成上相似度最高。地理成分区系谱及聚类分析结果表明,中国新疆与中国内蒙古地区的植物区系关系最为接近,而且与俄罗斯密切相关。     

利用SSR标记分析云南、西藏和新疆小麦的遗传多样性

用185对SSR引物对52份中国西部特有小麦的遗传多样性进行了研究分析。在31份云南小麦材料中,共检测到488个等位变异,每一个SSR引物可检测到1至9个等位变异,平均为2.64个;平均PIC值为0.2764。在15份西藏小麦材料中,共检测到472个等位变异,每个引物可扩增出1到8个等位变异,平均为2.55个;平均PIC值为0.3082。在6份新疆小麦材料中,共检测到308个等位变异,每一个SSR引物可检测1到5个等位变异,平均为1.66个;平均PIC值为0.1944。185对SSR引物在云南、西藏和新疆小麦的21条染色体、7个部分同源群和3个染色体组上检测到的等位位点的多态性存在明显差异。云南、西藏和新疆小麦均以3B染色体较高,而1D染色体最低;在7个部分同源群中,均以第三部分同源群最高,第六部分同源群最低;在A、B和D染色体组上,均以B染色体组最高,D染色体组最低,A染色体组居中。利用185对SSR引物计算了云南、西藏和新疆小麦群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示,西藏小麦和云南小麦群体内的平均遗传距离要高于新疆小麦,而云南小麦和西藏小麦间的平均遗传距离低于两者与新疆小麦的平均遗传距离。聚类分析结果也表明,云南小麦和西藏小麦的亲缘关系较近,但两者与新疆小麦的亲缘关系相对较远。     

基于信息熵的新疆降水时空变异特征研究

基于信息熵理论对新疆降水序列的时空变异性进行研究。利用边际熵研究不同时间尺度降水序列的变化特征。利用分配熵和强度熵分别研究降水量和降水天数年内和年代际(10a)分配情况。利用改进的Mann-Kendall趋势检验法分析新疆降水过程不确定性变化趋势。研究表明:(1)新疆降水量与降水天数年内分配不均匀性主要表现为由南向北减小的空间分布特征;(2)新疆不同尺度的降水序列不确定性具有明显空间特征;(3)越降水越稀少的地区,降水量与降水天数变异性就越大。本研究对该区域降水时空变异研究与水资源规划具有重要意义。     

新疆草地净初级生产力(NPP)空间分布格局及其对气候变化的响应

分析植被物候与净初级生产力对气候变化的响应一直是研究全球变化的核心内容之一。新疆草地生态系统极为脆弱,对气候和环境变化的影响十分敏感,在新疆地区开展草地物候和净初级生产力及其对气候变化的响应有着独特的意义。基于遥感数据和野外台站实测数据,利用CASA模型模拟了新疆草地植被净初级生产力(NPP),阐述了2001—2014年新疆地区草地的NPP的空间格局及与气象因子的关系。(1)通过实测生物量精度检验表明,CASA模型基本可以反映新疆地区草地植被NPP。(2)2001—2014年新疆草地NPP平均值为102.49 gC m~(-2) a~(-1)。不同草地类型的NPPA存在明显差异。其中,山地草甸平均NPP最高,达到252.37 gC m~(-2) a~(-1);温性草甸草原次之,为204.93 gC m~(-2) a~(-1)。高寒荒漠和温性荒漠的平均NPP最低,分别为43.94 gC m~(-2) a~(-1),53.11 gC m~(-2) a~(-1)。(3)新疆NPP的空间分布格局具有如下特点:山区NPP高于盆地NPP,北疆NPP高于南疆NPP;(4)降水能够促进新疆草地NPP增加,其中,夏季和秋季的降水对草地NPP的影响最为明显,温度对新疆地区草地NPP影响不大。降雨可以促进新疆草原NPP的增加。特别是在降水量较少但温度较高的草原,如温带荒漠草原、温带草原沙漠、温带沙漠、低地草甸等,年降水量和夏秋降水量对草地NPP有显著影响。温度对新疆草地NPP的影响不大。通过对新疆草地空间格局的分析,研究了草地NPP对气候变化的响应,为合理规划新疆草地的生产和利用,以及草地生态系统的健康发展和应对气候变化提供决策依据。     

新疆小浆果植物资源及其开发利用

新疆北疆山区具有非常丰富的小浆果资源,但开发利用尚处初级阶段。对新疆北疆小浆果的分布现状及保护、合理开发利用和人工栽培状况进行了初步探讨,提出了在山区发展小浆果类经济树种的初步建议。     

新疆野生油菜细胞遗传学研究──Ⅱ．染色体的形态特征、过氧化物酶同工酶和mtDNA分析

对７０个不同编号的新疆野生油菜和黑芥进行了染色体形态特征、过氧化物酶同工酶和ｍｔＤＮＡ的研究,结果表明：新疆野生油菜的染色体数为２ｎ＝１８,不同于黑芥（Ｂ．ｎｉｇｒａ）尤嫩斯２ｎ＝１６。新疆野生油菜与黑芥的核型都为Ｂ型,但染色体比不同,新疆野生油菜的染色体比小于黑芥。用吉姆萨染色,新疆野生油菜带型不同于黑芥,最明显的差异是新疆野生油菜有一对染色体显全带,表示为组成型异染色质,而黑芥没有。过氧化物酶酶带的明显差异是新疆野生油菜比黑芥多一条酶带。ｍｔＤＮＡ分析表明,新疆野生油菜与黑芥都有主带ＤＮＡ分子,但新疆野生油菜还有两条质粒状ＤＮＡ带,而黑芥没有。由此认为新疆野生油菜与黑芥不是同一个种,但亲缘关系密切,并推测在黑芥的演化过程中,新疆野生油菜可能是最原始的类型,到现在或许还有少数的过渡类型。