内蒙古草原布氏田鼠和长爪沙鼠体重及身体成分的季节变化

研究了内蒙古草原布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)和长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)的体重、身体脂肪、水分含量及身体热值等指标的季节变化.2种动物的体重都是在春季最高,布氏田鼠的体重具显著的季节变化,长爪沙鼠的鲜重具季节变化,但干重则基本维持恒定.2种动物的脂肪含量和身体热值都...     

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。     

长爪沙鼠季节性产热特征比较

与夏季相比、冬季长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热显著升高;褐色脂肪组织线粒体的细胞色素C氧化酶与α-磷酸甘油氧化酶活力升高,组织总蛋白质及线粒体蛋白质含量增加,而组织的脂肪含量减少;血清T3含量和T3/T4值都显著增加。但是肝脏的各项产热指标变化不显著、表明褐色脂肪组织的产热功能具有季节波动性,是长爪沙鼠适应性产热的主要来源器官．     

冷驯化条件下长爪沙鼠血清瘦素浓度的变化及其与能量收支和产热的关系

为研究低温胁迫条件下长爪沙鼠的适应对策及瘦素对体重和能量平衡的调节作用 ,我们将 7只成年雌性长爪沙鼠在 5℃条件下驯化 2 1d ,另选 7只作为对照 ,对体重、血清瘦素含量、体脂含量、摄入能、基础代谢率、非颤抖性产热等进行了测定。结果发现 :1 ) 5℃条件下长爪沙鼠的体重没有明显变化 ;2 ) 5℃条件下长爪沙鼠的血清瘦素浓度和体脂含量均明显低于对照组 ,且瘦素浓度与体脂含量呈显著正相关 ;3) 5℃条件下长爪沙鼠的摄入能、基础代谢率和非颤抖性产热等显著高于对照。这些结果表明 :长爪沙鼠在低温条件下产热能力和自身维持能量消耗都增加 ,能量摄入因此而增加 ;瘦素参与了能量平衡和体重的调节 ,但没有直接参与产热调节     

单宁酸对布氏田鼠能量代谢的影响

为了解单宁酸对成年布氏田鼠(Lasiopodomys bandtii**)能量代谢和产热的影响,本文采用含0、3.3%和6.6%单宁酸浓度的食物饲喂布氏田鼠21 d,对其体重、基础代谢率、非颤抖性产热和能量收支等进行了测定。代谢率采用封闭式流体压力呼吸计测定;非颤抖性产热用皮下注射去甲肾上腺素诱导;能量摄人采用食物平衡法测定。结果发现:(1) 单宁酸食物对布氏田鼠的体重没有明显影响;(2)取食含6.6%单宁酸食物的动物的基础代谢率于第10 d高于对照组。20 d时,3组动物的基础代谢率没有显著差异;(3) 单宁酸食物对非颤抖性产热没有显著影响;(4) 食用含单宁酸食物的动物的摄人能和消化能于第10 d显著低于对照组,但第20 d时则差异不显著。这些结果表明:布氏田鼠的基础代谢率和能量摄入对单宁酸的反应具有时段性,短期内能量消耗增加,随着动物对食物的适应,生理功能恢复到正常水平。     

光周期和高脂食物对布氏田鼠能量代谢和产热的影响

为了研究光周期和高脂食物对小型哺乳动物能量代谢和产热的影响,将成年雌性布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)分别驯化于长光照低脂、高脂食物和短光照低脂、高脂食物,7周后测定动物的体重、能量摄入、产热、血清瘦素浓度以及褐色脂肪组织解偶联蛋白1(BAT-UCP1)含量等参数.结果发现:1)短光照抑制体重增长、降低体脂重量和血清瘦素水平,增加非颤抖性产热(NST)和UCP1含量;2)高脂食物使摄入能减少和消化率提高,但未显著影响体重、基础代谢率、NST、UCP1含量和血清瘦素;3)血清瘦素与摄入能不相关,但与体脂含量正相关.结果暗示:短光照下瘦素作用敏感性增加和产热能力增强,可能介导了抵抗高脂食物诱导的肥胖.在野外条件下草食性的布氏田鼠能通过能量代谢和产热的适应性调节避免体重的过度增长,有利于降低捕食风险,增强生存能力.同时布氏田鼠是研究食物诱导肥胖机理的一个好模型     

长爪沙鼠褐色脂肪组织的适应性产热

低温（５±２℃）环境暴露１天、１周、４周长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热、褐色脂肪组织蛋白质含量、线粒体细胞色素－Ｃ氧化酶和α－磷酸甘油氧化酶活力、钠钾泵活力以及环腺苷酸含量、血清Ｔ３含量等项产热指标逐渐提高;而低温驯化８周动物各项指标基本维持在４周水平上,表明长爪沙鼠在冷适应过程中产热能力逐渐提高,而后维持一稳定水平,其中褐色脂肪组织起重要调节作用。     

长爪沙鼠的行为和生理生态学研究进展

动物生理生态学主要研究野生动物对自然环境的适应,阐述或回答动物与生存和繁殖相关的生态学问题.长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)栖息地环境从西向东横跨荒漠草原和典型草原,而且具有明显的季节性,其生理生态学研究对于了解物种分布范围的决定因素、对季节性环境的适应策略以及种群动态等生态学和进化生物学问题具有重要意义.对本研究组关于长爪沙鼠的生活史特征、能量代谢特征、社群行为和贮食行为、生态免疫以及种群动态等方面的研究进展进行了综述,并对未来可能的发展方向进行展望.     

褪黑激素对布氏田鼠适应性产热的诱导作用

秋季,将布氏田鼠置于２３±２℃,光周期１４Ｌ∶１０Ｄ的环境中,每日腋下注射褪黑激素,共四周。导致布氏田鼠的非颤抖性产热被激活,褐色脂肪组织和肝的总蛋白及线粒体蛋白含量明显地增加;肝线粒体状态４和状态３呼吸活力显著增加;刺激肝和褐色脂肪组织线粒体细胞色素Ｃ氧化酶活力升高;明显地升高血清Ｔ３浓度和增加Ｔ３／Ｔ４比率。表明在秋季褪黑激素能明显提高布氏田鼠的产热能力。短光照对布氏田鼠产热的调控可能是通过松果体分泌的褪黑激素而实现的。     

长爪沙鼠产后发育中线粒体产能

本文通过产后1日龄到3O日龄长爪沙鼠肝脏和棕色脂肪组织的线粒体研究揭示,肝线粒体在出生后的呼吸速率、氧化磷酸化作用以及细胞色素氧化酶活力均达到恒定水平。肝线粒体蛋白质量随胎后发育日龄而增加,直至2O日龄左右,琥珀酸氧化酶活力在此时也增加到近于恒定,因此肝线粒体产能发育随日龄增长到2O日龄右。这可能是长爪沙鼠体温调节发育的细胞机制之一。从棕色脂肪线粒体的细胞色素氧化酶和琥珀酸氧化酶活力的变化,显示棕色脂肪组织在长爪沙鼠新生幼仔阶段产热中所起的重要作用。     

高蛋白食物和繁殖对布氏田鼠能量摄入和产热的影响

为探讨高蛋白食物和繁殖对布氏田鼠食物摄入和产热等特征的效应,将成年雌性布氏田鼠分为非繁殖对照食物组、非繁殖高蛋白组、繁殖对照食物组和繁殖高蛋白组。对照食物蛋白含量为17.7%,高蛋白食物的蛋白含量为36.6%。实验过程中测定动物的体重、食物摄入量、静止代谢率(RMR)、身体成分、内脏器官重量、褐色脂肪组织(BAT)解偶联蛋白1(UCP1)含量、血清瘦素和催乳素水平等。结果发现:高蛋白食物明显抑制布氏田鼠的体重,但动物在妊娠期和哺乳期,这种抑制作用消失。高蛋白食物明显抑制非繁殖组动物的干物质摄入、摄入能和消化能,但对哺乳期动物没有影响。高蛋白食物提高了非繁殖期和繁殖期动物的消化率,降低了血清瘦素浓度,但仅提高了繁殖期动物肾脏的重量,而降低了盲肠的重量。RMR、UCP1含量和血清催乳素浓度等则不受高蛋白食物的影响。繁殖期动物的体重、能量摄入、RMR和血清催乳素浓度等均高于非繁殖动物。这些结果表明,食物蛋白含量可影响布氏田鼠的能量代谢和产热特征等,且在繁殖期和非繁殖期有不同的反应方式。     

长期强迫运动对布氏田鼠体重和血清瘦素浓度的影响

动物稳定体重的维持需要能量摄入和消耗之间的平衡.运动是影响动物能量平衡的重要因素之一.为了理解运动对布氏田鼠的生理学效应,我们在室内条件下,运用踏车测定了强迫运动训练6周后动物的体重、体脂含量、摄食量和瘦素浓度的变化.摄食量采用代谢笼法测定,体脂含量采用索氏提取法,血清瘦素含量采用放免试剂盒测定.结果发现强迫运动训练6周对布氏田鼠的体重和摄食量都无显著影响,与非运动训练组田鼠相比,运动训练组田鼠的身体脂肪重量降低了3.5 g,运动组田鼠的血清瘦素水平比对照组下降了30%.对照组田鼠的血清瘦素与体脂含量具有明显的相关性,但运动组则不具有相关性.这些结果表明在强迫运动训练期间布氏田鼠不是通过增加食物摄入,而可能是通过动员贮存的脂肪和减少非活动性能量消耗等方式来维持自身的能量平衡.瘦素在长期强迫运动训练过程中对身体脂肪含量的变化具有调节作用.     

内蒙古草原五种啮齿动物肾脏形态学特征比较

啮齿动物的水平衡能力对其适应干旱环境至关重要。为理解啮齿动物对水环境的适应性,本研究以分布于内蒙古草原的长爪沙鼠 (Meriones unguiculatus)、布氏田鼠 (Lasiopodomys brandtii)、小毛足鼠 (Phodopus roborovskii)、坎氏毛足鼠 (Phodopus campbelli) 和黑线仓鼠 (Cricetulus barabensis) 为研究对象,测定了肾脏形态学指标、肾单位密度指标和尿液渗透压等,比较分析了肾脏形态结构与栖息地环境之间的关系。结果发现：5种啮齿动物肾脏髓质厚度随动物分布区域的变化,呈现从典型草原地区、半荒漠地区至荒漠和沙漠地区逐渐增加的趋势,干旱地区动物的尿液渗透压较高。5种动物的皮质肾单位密度无显著差异。近髓肾单位密度统计显示,黑线仓鼠大于小毛足鼠与坎氏毛足鼠,布氏田鼠与长爪沙鼠居中。这些结果表明,啮齿动物的肾脏形态指数和组织学指数可以在一定程度上反映哺乳动物肾脏浓缩尿液的能力,肾脏的结构具有可塑性以应对环境的变化。     

温度和高脂食物对黑线仓鼠代谢产热和体脂累积的影响

能量代谢的适应性调节是小型哺乳动物应对环境季节性变化的主要策略之一。为探讨不同温度下动物在代谢产热能量支出与脂肪累积之间的权衡策略,以成年雄性黑线仓鼠为研究对象开展了3 个实验:实验1 将动物驯化于高脂和低脂食物;实验2 将动物暴露于低温(5℃)和暖温(30℃);实验3 将饲喂高脂食物的动物暴露于低温。以食物平衡法测定摄食量、摄入能和消化率,以开放式氧气分析仪测定代谢产热,以索氏抽提法测定脂肪含量。结果发现,取食高脂食物的黑线仓鼠摄食量显著减少,但脂肪累积显著增加;暖温下摄食量显著减少,但体脂含量显著增加,低温下摄食量显著升高,但体脂含量显著减少;饲喂高脂食物的黑线仓鼠在低温下摄入能显著增加,非颤抖性产热增强,但体脂含量显著降低。结果表明高脂食物对黑线仓鼠体脂累积的影响与环境温度有关,低温诱导脂肪动员,暖温促进脂肪贮存;低温下黑线仓鼠增加能量摄入不能完全补偿用于产热的能量支出,导致脂肪动员增加;暖温下代谢产热降低是脂肪累积的主要因素;与能量摄入相比代谢产热的能量支出在体脂累积的适应性变化中发挥更重要的作用。     

自愿转轮运动对雄性长爪沙鼠体重和能量代谢的影响

运动是影响动物能量平衡和体重变化的重要因素之一。为研究自愿转轮运动对体重和能量代谢的影响,我们监测了8 周自愿转轮运动过程中,雄性长爪沙鼠的体重、能量摄入、消化率、静止代谢率(RMR) 和非颤抖性产热(NST)的变化,以及8 周后的体脂含量、血清甲状腺激素(T3、T4 )和瘦素(leptin)水平的变化等。结果发现,8 周自愿转轮运动增加了长爪沙鼠的体重和能量摄入以及血清瘦素水平(血清瘦素浓度比对照组高27% ),但对消化率、RMR 和褐色脂肪组织的线粒体蛋白浓度等没有明显影响。尽管体脂含量和血清T₃ 和T₄ 没有显著差异,但运动组体脂含量比对照组高33%,血清T₃ 和T₄ 水平分别比对照组低10% 和38%。血清瘦素浓度与体脂重量呈正相关。因此,自动转轮运动并没有降低动物的体重和体脂含量,但瘦素和甲状腺素在雄性长爪沙鼠能量代谢和能量平衡中的作用尚需进一步确定。     

布氏田鼠哺乳期低温经历抑制成年期神经再生

哺乳动物在出生前后所经历的环境条件对其成年后的行为和生理等具有重要影响。环境温度是影响动物后代表型的重要因素之一。本研究将分娩当天的布氏田鼠母体和幼仔在常温（23℃±1℃）或低温（4℃±1℃）饲养,断乳（21日龄）时转至常温环境,至第63日龄时再随机将两组动物各分为常温组和低温暴露组,期间检测体重、摄食量、静止代谢率、认知能力和神经细胞增殖和存活等,以验证哺乳期的低温经历可影响成年动物的代谢生理、行为表型和相关脑区神经再生的假说。结果发现：哺乳期低温经历导致成年布氏田鼠摄食量显著降低,与代谢有关的下丘脑以及学习记忆有关的海马区细胞增殖和存活数量减少。当动物在成年期面临冷暴露时,与哺乳期常温经历的动物相比,哺乳期低温经历的动物摄食量较低,在Y迷宫新异臂中的穿梭次数和停留时间显著降低,但海马和下丘脑部分核团的细 胞增殖以及海马CA的细胞存活明显升高。这表明哺乳期低温经历对布氏田鼠的能量代谢、行为和相关脑区的成体神经再生产生了持久的抑制效应,但成年后再次面对低温时,动物的代谢能力和代谢及学习记忆相关脑区的神经细胞可塑性优于哺乳期未曾经历低温的动物。     

棕色田鼠消化道形态变化与能量需求的关系

为研究能量代谢与消化道形态结构变化及其某些生活史特征之间的关系，采用食物平衡法、耗氧量测定、形态测量和组织学方法，分别测定了雄性、非繁殖雌性及哺乳雌性棕色田鼠(Mirotus mandarinus)的摄食量、每日消化能、静止代谢率和胃肠器官长度、重量以及肠道各段管径和黏膜厚度。结果表明：哺乳雌鼠摄食量、每日消化能、静止代谢率高于非繁殖雌鼠和雄鼠，且消化道各器官有最大的重量、管径和黏膜厚度。由此可见，哺乳雌鼠能量需求增加，促使消化道形态结构进行一些有益的调节。棕色田鼠在哺乳期代谢率增加时，仅有消化道器官重量、黏膜厚度及小肠管径的明显变化，这可能与其哺乳期较长，胎仔数较少，生后生长缓慢等生活史特征有关。同时也说明在未受到十分严峻的能量胁迫的情况下，动物并不需付出昂贵的代价去增加消化器官的长度。     

内蒙古呼伦贝尔草原多房棘球蚴病病原的调查

本文报道在内蒙古呼伦贝尔草原主体部分四个牧业旗的草场进行多房棘球蚴病病原调查的结果。发现布氏田鼠(Microtus brandti)及长爪沙鼠(Meriones unguicutatus)是本绦虫的中间宿主、沙狐(Vulpes corsac)是其终末宿主。布氏田鼠是本绦虫中间宿主新记录,长爪沙鼠和沙狐分别是国内本绦虫中间宿主和终宿主新记录。布氏田鼠是呼伦贝尔草原的优势啮齿类,其平均感染率为2.43％(64/2635),越冬成鼠感染率高达5.23％—14.29％(平均6.66％)。长爪沙鼠感染率虽达16.67％(1/6),但鼠数不多。沙狐是本草原常见的食肉兽,检查6只沙狐,其中2只(33.3％)肠内含多房棘球绦虫成虫无数。用其孕节饲喂实验室小白鼠6只,6个月后检查各实验鼠,肝脏均布满泡状多房棘球蚴。呼伦贝尔草原本绦虫成虫及原头节形态特征均与我国西北本虫种差异显著,而与苏联及美国阿拉斯加的多房棘球绦虫西伯利亚亚种比较相似。     

布氏田鼠胎后发育过程中褐色脂肪组织和肝脏的产热特征

为探讨布氏田鼠胎后恒温能力的发育过程,本文测定了1、5、9、17、21、33 和41 日龄幼体的褐色脂肪组织(BAT)和肝脏的重量、线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶(COX) 的活性。布氏田鼠胎后发育期间BAT 增补明显,主要表现为重量的增加和单位组织重量COX 活性的升高等,属典型的晚成型发育特征。布氏田鼠胎后发育过程中BAT 和肝脏产热特征的变化与幼体的产热特点和恒温能力的发育是相一致的。     

大型野外围栏实验揭示增食对布氏田鼠种群动态的复杂效应

尽管大多数实验都证明增加食物能提高动物的种群密度,但有关增食对动物的繁殖、存活和迁移的影响机制仍然存在争议.建立有效排除种群扩散和天敌捕食引起的复杂效应的野外大型围栏实验是目前解决这一争议必不可少的前提条件.2010~2014年,本课题组调查了增食处理对8个大型野外围栏(每个0.48 ha)内布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)种群动态和植物群落的影响.结果表明,增食通过增加幼体补充数量对种群密度产生正效应.然而,增食对布氏田鼠的存活产生复杂的效应:即在非繁殖季节产生正效应,在繁殖季节产生负效应.另外,增食提高了布氏田鼠植物食物的质量(蛋白质含量增加),但降低了围栏内植物群落中不喜食植物的数量.因此,增食通过增加食物的供给直接对小型啮齿类动物产生正效应.同时,食物引起的种群密度增加又通过密度制约效应间接对动物种群产生负效应,并且通过改变植物群落的结构和数量分布对啮齿动物产生长期的影响.