高原鼢鼠四肢骨的进化适应性分析

通过对比分析了高寒草甸生态系统的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)、高原鼠兔(Ochotona curzoniae)及根田鼠(Microtus oeconomus)的四肢骨,结果表明,地下啮齿动物高原鼢鼠的四肢骨比地面种类高原鼠兔和根田鼠的对应骨骼粗壮,显示其较强的挖掘能力。与挖掘效率相关的尺骨挖掘动力臂系数,高原鼢鼠为0.3617,而高原鼠兔和根田鼠不到0.17。高原鼢鼠与其他两物种的四肢骨重量分布也明显不同:高原鼢鼠的前肢骨重量超过后肢骨,而高原鼠兔及根田鼠则正好相反;高原鼠兔及根田鼠的桡尺骨重量在四肢骨中最低,而高原鼢鼠的桡尺骨重量在四肢骨中则最高。这些特征反映了地下啮齿动物为了适应地下生活方式,其四肢骨骼系统已经发生了显著变化,这对于研究地下啮齿动物的进化适应性问题具有重要意义。     

三种啮齿类动物前肢挖掘效率分析

以甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)、棕色田鼠(Lasiopodomys mandarinus)和小鼠(Mus musculus)为对象,对其尺骨、桡骨和肱三头肌结构进行了比较,并通过力学模型,对这三种生活类型鼠类前肢的挖掘效率进行分析。结果显示,甘肃鼢鼠肘关节位置大幅度前移,尺骨鹰嘴特化突出,形成更加省力的骨学杠杆基础,其中甘肃鼢鼠的鹰嘴尺骨比例达0.40;棕色田鼠和小鼠的鹰嘴尺骨比例分别约为0.19和0.18。此外,甘肃鼢鼠提供挖掘动力的肱三头肌近体端长头覆盖整个肩胛骨下缘,外侧头和内侧头覆盖桡神经沟到肱骨肘关节髁附近区域,远体端扁腱附着于尺骨鹰嘴,整块肌肉非常发达,棕色田鼠和小鼠均无此特化现象。说明甘肃鼢鼠前肢结构更加适应地下掘土生活,其挖掘效率远大于棕色田鼠和小鼠。     

高原鼢鼠和高原鼠兔心脏对低氧环境的适应

为了探讨高原鼢鼠和高原鼠兔心脏对低氧环境的适应机制,以Sprague-Dawley (SD)大鼠为对照,测量三者的心脏/体重比(HW/BW)、右心室/(左心室 室间隔)重量比[RV/(LV S)];应用免疫组织化学方法测定心肌微血管密度(microvessel density, MVD);通过显微体视学技术比较线粒体的面数密度(NA,单位面积中线粒体数目)、体密度(Vv,单位体积心肌纤维中线粒体的体积密度)、面密度(Sv,单位体积心肌纤维中线粒体外膜的面积密度)、比表面(δ,线粒体外膜面积与其自身体积的比);用分光光度法测定心肌中的肌红蛋白(myoglobin, Mb)含量、乳酸(lactic acid, LD)含量和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)活力;聚丙烯酰胺凝胶电泳观察LDH同工酶谱.结果显示:高原鼢鼠和高原鼠兔HB/WB显著大于SD大鼠(P<0.05), RV/(LV S)显著小于SD大鼠(P<0.05).高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠心肌MVD和线粒体NA依次递减(P<0.05);高原鼢鼠线粒体Vv显著低于高原鼠兔和SD大鼠(P<0.05),高原鼠兔与SD大鼠之间没有明显差异;高原鼢鼠线粒体Sv显著高于SD大鼠(P<0.05),与高原鼠兔相比无明显差异;高原鼠兔和SD大鼠的线粒体δ无显著差异,但均明显低于高原鼢鼠(P<0.05).高原鼢鼠和高原鼠兔心肌Mb含量显著高于SD大鼠(P<0.05);高原鼢鼠心肌LD含量显著高于高原鼠兔和SD大鼠(P<0.05);两种高原动物心肌LDH活力显著低于SD大鼠(P<0.05).同工酶谱显示,高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠的LDH中H亚基所占比例依次递减.以上结果提示,高原鼢鼠和高原鼠兔通过增加心肌线粒体Sv、MVD以及Mb含量提高其在低氧环境获取氧的能力;同时,由于生境和习性上的不同,两者线粒体指标又表现出差异性.     

高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶的结构特征

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原土著动物,对低氧具有很好的适应性.为了探讨在低氧环境中两者肺细叶结构的适应特征,应用体视学方法测量了肺细叶相关指标.结果发现 :高原鼢鼠和高原鼠兔肺单位面积肺泡数显著高于SD大鼠,单个肺泡面积和弹性纤维/肺实质比显著低于SD大鼠;高原鼢鼠肺泡隔厚度最厚,高原鼠兔最薄,且三种动物具显著差异; 高原鼢鼠和高原鼠兔气-血屏障的算术平均厚度(Ta)和调和平均厚度(Th) 均显著低于SD 大鼠;在三个级别的微血管中,高原鼠兔中膜肌层厚度显著低于高原鼢鼠,两种高原动物均显著低于SD大鼠;高原鼢鼠和高原鼠兔的微血管密度(MVD)显著高于SD大鼠.以上结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶结构特征表现出一定趋同,这些特征有利于在低氧条件下提高肺气体扩散容量;但是,肺泡隔厚度和微血管中膜肌层厚度/血管外径比又表现出明显的差异,可能是不同生境造成的[动物学报 54(3):531-539,2008].     

高寒草甸地区小哺乳动物群落多样性的初步研究

高寒苹甸地区的人工草场、半人工草场、次生杂类草草场和撩荒地中共有4个小哺乳类群落;根田鼠+高原鼢鼠群落;根田鼠+甘肃鼠兔群落;高原鼠兔+高原鼢鼠群落;长尾仓鼠+高原鼠兔群落。小哺乳类群落种的多样性与植物群落种的多样性无显著相关关系,而与植被的高度、盖度呈显著负相关关系。高原鼢鼠是各生境中的广布种。根田鼠与甘肃鼠兔在植被郁闭度高的环境中为群落的主要组成者;植被郁闭度低的环境中,高原鼠兔和长尾仓鼠是群落的主要成员。它们的空间格局主要反映空间环境条件的差异。     

高原鼢鼠、高原鼠兔和大鼠肺表面活性物质组成和含量的比较

本研究通过分析肺表面活性物质(pulmonary surfactant,PS)组成和含量探讨高原鼢鼠(Myospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的低氧适应机制。高原鼢鼠和高原鼠兔各36只,捕捉于海拔3600 m左右的青海省海南州贵德县拉脊山地区,36只Sprague-Dawley(SD)大鼠购自海拔1500 m左右的兰州大学实验动物中心。所有动物麻醉后通过肺循环进行肺灌洗,充分洗净肺组织中的血液,取出完整的肺组织灌洗得到肺泡灌洗液。应用高效液相色谱法分析三种动物PS中磷脂的组成和含量;应用G-250考马斯亮蓝法、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和质谱测序分析PS蛋白质的含量和种类;应用溶氧电极测定了PS溶液中的溶氧量。结果表明:高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠PS中,总磷脂含量依次显著增加(P<0.05),总蛋白含量依次显著减少(P<0.05);三种动物PS中均含有亚油酰棕榈酰胆碱(linoleic palmitoylphosphatidylcholine,LPPC)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dipalmitoylphosphatidylcholine,DPPC)、磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol,PG)、磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI)和磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PSe)等5种磷脂成分,但其相对含量明显不同;在高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠中,LPPC所占比例依次显著增加(P<0.01);高原鼢鼠PS磷脂中,DPPC、PG和PI所占比例极显著高于高原鼠兔(P<0.01),高原鼠兔与SD大鼠之间没有显著差异(P>0.05);高原鼢鼠与高原鼠兔PS磷脂中,PSe所占比例没有显著差异(P>0.05),但均极显著高于SD大鼠(P<0.01)。三种动物PS中均含有血清白蛋白(serum albumin,SA),高原鼢鼠和高原鼠兔PS中含有血红蛋白β亚基构成的含血红素的同源四聚体蛋白,高原鼢鼠和SD大鼠PS中含有免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)重链残基,高原鼢鼠Ig重链残基含量极显著高于SD大鼠(P<0.01),含血红素蛋白含量显著高于高原鼠兔(P<0.05)。高原鼢鼠、高原鼠兔和SD大鼠PS溶液中溶氧量依次显著减小(P<0.01),但均显著高于生理盐水(P<0.01)。以上结果提示,高原鼢鼠和高原鼠兔PS中总蛋白含量显著增加,总磷脂含量显著减少,蛋白成分中含有高含量的含血红素同源四聚体蛋白,且高原鼢鼠主要磷脂成分DPPC的相对含量显著增加,这种PS成分和含量的变化增强了这两种高原动物对低氧环境的适应性。     

高原鼢鼠和高原鼠兔红细胞低氧适应特征

为探讨高原鼢鼠对低氧高二氧化碳洞道生境及高原鼠兔对高海拔低氧生境的适应机制,用Sysmex SF-3000血细胞分析仪及聚丙烯酰胺凝胶电泳对两种高原动物的血常规及血红蛋白类型进行分析,后者采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法。结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数(RBC)、红细胞压积(HCT)及平均红细胞容积(MCV)组间无显著差异(P>0.05),但高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数显著高于SD大鼠,红细胞压积及平均红细胞容积均显著低于SD大鼠(P<0.05);高原鼢鼠的血红蛋白浓度(HBC)与SD大鼠无显著差异(P>0.05),但显著高于高原鼠兔的HBC(P<0.05)。高原鼢鼠血红蛋白主要有2种类型,高原鼠兔血红蛋白主要有3种类型,而SD大鼠血红蛋白主要有5种类型。从血红蛋白电泳迁移来看,2种高原动物血红蛋白类型有明显的趋同特征并与SD大鼠具有明显的差异。上述结果提示,长期适应高海拔低氧环境的高原动物的红细胞和血红蛋白表现出趋同进化,同时因生境和习性的差异又表现出各自的特异性。     

高原鼢鼠和高原鼠兔骨骼无机化学成分的研究Ⅰ.常量元素

本文对高原鼢鼠和高原鼠兔骨骼中的无机常量元素K、N a、Ca、M g、P 和A l 进行了比较分析。研究结果表明, 高原鼢鼠骨骼中Ca、P、A l 的含量极显著地高于高原鼠兔(P <0.01) ,K 含量高原鼢鼠极显著地低于高原鼠兔(P < 0.001) , N a 和M g 的含量两者间无显著差异(P > 0.05) ; 骨骼各部位元素总量的分布顺序为: 高原鼢鼠下肢骨> 头骨> 脊柱; 高原鼠兔头骨> 下肢骨> 脊柱。15个元素对中, 大部分元素之间线性相关非常显著, 其中高原鼢鼠10对呈显著的线性相关, 高原鼠兔13对呈显著相关。     

高寒草甸3种啮齿类动物消化道器官形态的比较研究

不同动物面对相同或相似的环境压力,采取不同的适应对策,消化器官形态差异能体现各自适应的方式。为进一步了解草食哺乳动物对各自生存环境的适应对策,本文比较了青藏高原高寒草甸3种小型草食哺乳动物的消化道长度及消化道器官指数。结果显示:根田鼠的胃指数高于高原鼢鼠和高原鼠兔,小肠、大肠及盲肠指数均是高原鼠兔高原鼢鼠根田鼠,消化道各部位相对长度均是根田鼠高原鼠兔高原鼢鼠。根田鼠大肠及盲肠长度占消化道总长的比例高于高原鼠兔和高原鼢鼠;小肠占消化道总长的比例最低。结果表明,动物消化道形态的差异可能与食物组成、能量和代谢需求等因素有关。面对不同的环境压力,消化道这种适应性差异是不同物种为适应多变的环境条件进化的结果。     

高寒草甸3种啮齿动物内脏器官及相关性比较

内脏器官是动物生理功能的基础,脏器质量及脏器指数能反映出动物对环境的适应。为进一步了解高原动物对各自生存环境的适应对策,本研究比较了高寒草甸3种啮齿动物脏器指数及脏器质量与体质量的相关性。结果显示:高原鼠兔的心脏、肝脏指数低于高原鼢鼠和根田鼠,根田鼠的脾脏、肺脏和肾脏指数高于高原鼢鼠和高原鼠兔,高原鼠兔的肾脏指数高于高原鼢鼠;3种动物肝脏均与体质量呈显著正相关关系,高原鼠兔和根田鼠的肾脏与体质量显著正相关,根田鼠心脏与体质量呈显著正相关关系。结果表明,不同物种脏器指数及器官与体质量的相关性差异可能是物种对物质环境、能量环境、生物个体大小、外界病原体、能量代谢需求等多方面综合因素进化适应的结果。     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.