地下啮齿动物视觉系统的形态结构与机能进化

感觉系统的适应进化机制一直是动物行为学研究的焦点。生活在特殊环境中的动物,其感觉系统在进化过程中表现出的显著差异更是引人注目。由于适应地下黑暗生活环境,地下啮齿动物感觉系统在各个组织水平都表现出进化和退化镶嵌的形态特征,其视觉系统表现得最为突出：视觉器官退化,有关图象分析结构、由视觉诱导产生行为反应的脑区及视觉投射严重退化,有关感受光周期的“非成像” 视觉通路结构高度发达。本文综述了地下啮齿动物视觉系统的结构、功能、进化与发育等方面的研究进展,旨在阐明地下啮齿动物视觉系统的特点,有助于开展地下啮齿动物视觉系统适应进化机制的研究。     

光周期对棕色田鼠和昆明小鼠昼夜节律及活动的影响

光周期对动物昼夜节律的维持具有重要的影响,地下鼠的生活方式导致其昼夜活动节律产生变化,分化出随机活动和节律型两种模式.本文采用录像观察记录的方法,测定了棕色田鼠(Lasioposomys mandarinus)和昆明小鼠(Mus musculus)在不同光暗周期下的昼夜节律变化.结果表明:28 d的光周期变化对棕色田鼠...     

夜行性昆虫微光视觉行为及其视觉适应机制

作为昆虫种群的重要组成部分,夜行性昆虫成功进化出了与其生存环境相适应的感觉机制,普遍认为夜行性昆虫主要依靠嗅觉和机械性感受等来探索环境,其视觉器官发生了退化或功能丧失。近年来,随着红外夜视、视网膜电位(electroretinogram, ERG)和视觉神经等生物新技术的应用,昆虫视觉生态学研究出现了突破性进展,自2002年以来陆续发现蛾类、蜜蜂和蜣螂等夜行性昆虫进化出了非凡的微光视觉(dim-light vision)能力,在夜晚(光照强度低于0.3 lx)依然可以如同在明亮的白天一样清晰、准确地感知目标物体特定的视觉特性,如明暗、颜色、形状、大小、对比度、偏振光和运动状态等,展现出视觉调控夜行性昆虫行为活动的巨大潜力。此外,这些夜行性昆虫复眼瞳孔、小眼焦距、视杆和色素颗粒等方面进化出了一些相应的形态生理特征,以提高光学灵敏度适应夜间微光环境。鉴于夜行性昆虫微光视觉行为及其视觉适应机制的研究尚处于起步阶段,仅见于少数访花昆虫或粪食性昆虫,建议加强以下几个方面的研究：(1)重大夜行性农业害虫的微光视觉及其应用的研究;(2)非典型重叠复眼的光学结构特征及其应对微光环境的适应机制研究;(3)夜行性昆虫响应微光环境的视觉适应机制研究;(4)基于夜行性昆虫微光视觉行为研发新型害虫防控技术。     

利用转录组数据分析高原鼢鼠和裸鼹鼠基因的趋同进化

地下鼠由于长期适应于地下洞道生活,在诸多生物学特征上都产生了一定的趋同进化现象,但目前尚未在分子水平分析其趋同进化特征。本研究利用高通量测序数据,从氨基酸位点变化和基因表达量水平,分析两种亲缘关系较远的地下鼠--高原鼢鼠和裸鼹鼠的趋同进化。氨基酸位点变化分析显示,两种地下鼠的54 个基因都存在至少一个理论趋同进化位点,其中13 个基因可以找到相对明确的表型功能注释。基因表达量分析显示,两种地下鼠在转录组水平的总体表达模式上存在趋同效应;有103 个基因在两种地下鼠脑中的表达量是作为对照的地上鼠(小鼠、豚鼠)表达量的3 倍以上,其中有20 个基因可以找到相对明确的表型功能注释。本研究的结果表明,高原鼢鼠和裸鼹鼠为了适应地下生活方式,在氨基酸序列和基因表达量水平上都产生了一定程度的趋同进化。其中,低氧适应相关基因(氧运输、氧代谢、DNA 修复等)是地下鼠进化适应的最重要组成部分,挖掘器官(尤其是肌肉)功能相关基因的重要性次之,能量代谢及平衡相关基因也是地下鼠适应性进化的关键要素。     

祁连山东段高原鼢鼠暖季活动节律及其影响因素

正动物活动节律是在光周期、外界环境和内在生理机制共同调节下,动物表现出的休息和活动规律,它可以反映出动物个体营养状况、生存压力及社会地位等信息,是研究动物生态行为策略的重要依据(孙儒泳,2006)。尚玉昌(2006)认为温度和光照强度变化直接影响动物行为,而食物资源和天敌数量变化则能间接影响动物行为。目前对于地上栖息的啮齿动物活动节律及其影响因素已有许多报道(金建丽等,2003;纪春艳等,2005;宛新荣     

海洋哺乳动物信息素嗅觉的分子进化

研究感觉基因的进化规律是动物进化领域长期探索的重要问题.哺乳动物通常具有2套嗅觉系统:主要嗅觉系统(MOS)和犁鼻器系统(VNS).其中,VNS主要感知动物个体释放的信息素分子,而信息素在动物的生殖和社会行为中起重要调节作用.为了研究动物信息素嗅觉进化的背后推动力,对海洋哺乳动物的代表物种进行了Trpc2基因(VNS功能的分子标记)的序列测定和进化分析.以前的研究表明,Trpc2基因仅在VNS中表达,其序列完整/缺失与VNS的功能完整/退化完全一致.本研究结果显示,鲸类和海牛类的Trpc2为假基因,鳍脚类的1个分支类群(海豹类)和水獭类的Trpc2也是假基因,提示VNS功能丢失,即信息素嗅觉功能退化;而北极熊和鳍脚类的另一个分支类群(海狮类)保留了1个完整的Trpc2,并且这个基因仍受强烈的净化选择和功能限制,提示信息素嗅觉功能仍然保留.进一步分析表明,信息素嗅觉退化的海兽主要在水中交配,而信息素嗅觉保留的海兽主要在陆地上交配.本研究提出了一个新的科学假说:交配场所的选择可能推动了海洋哺乳动物信息素嗅觉的进化.     

甘肃鼢鼠的震动通讯

听觉通讯是兽类一种重要的通讯方式 ,尤其是鼢鼠 ,因其营地下独居生活 ,视觉退化 ,个体间通讯主要依赖听觉和嗅觉。Ｈｅｔｈ和Ｒａｄｏ分别在室内人工模拟洞道和野外自然洞道中采集到了鼹形鼠(Ｓｐａｌａｘｅｈｒｅｎｂｅｒｇｉ)用头敲击洞壁产生的震动波信号 ,首先发现地下鼠的震动通讯方式[1,2 ] 。甘肃鼢鼠 (Ｍｙｏｓｐａｌａｘｃａｎｓｕｓ)生活在与鼹形鼠相似的地下环境中 ,是否也同样存在震动通讯方式 ?为此 ,作者在室内利用人工模拟洞道对甘肃鼢鼠震动通讯进行了初步研究。1　材料与方法　　实验用甘肃鼢鼠捕自陕西省富县 ,室内单笼…     

褪黑素及其在昆虫学研究中的展望

褪黑素是一种与光周期相关的内源激素。它在生物界分布广泛,并在复杂而漫长的生物进化过程中作为一种多功能分子保留至今。褪黑素在生物体内起着调节时间节律、免疫和抗氧化等作用,从而可使生物机体保持内环境稳定,更好地适应环境。开展昆虫褪黑素与昆虫行为发育关系的研究,尤其是分子生物学方面的研究,对进一步揭示褪黑素的生理功能具有重要的意义。作者根据近年来的相关研究及进展进行了综述。     

草原栖息高原鼠兔的社会行为

绪言 我们对行为进化的认识是通过比较两个栖息环境完全相反而形态相似、相互关联的鼠兔种而得到提高的。这里,我们提出了青藏高原高原鼠兔(Ochotona Curzoniae)社会行为的第一手详尽资料,然后用该种的社会行为与已作过深入研究的北美鼠兔(O.Princeps)加以比较。这两种鼠兔在许多方面都是进行比较研究的理想对象:它们的形态特征相似,然而栖息地却明显不同。     

温度和光周期对亚洲玉米螟羽化节律的影响

实验在不同的温度和光周期条件下研究了亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的羽化节律。结果表明:在8¹6 h的暗期中亚洲玉米螟羽化高峰均集中在暗期,羽化活动随光暗交替表现出节律性。这种节律性受到暗长的影响,暗期越短羽化高峰越提前,反之亦然;其次温度也影响羽化节律,在22℃中各光周期的羽化高峰均比25℃出现的更晚。此外亚洲玉米螟在持续的光期中羽化不表现出内源性节律,而在持续暗期中却表现出内源性节律,且该内源性节律在22℃和25℃下基本相同约为24 h。