龟鳖动物体色研究进展

体色是动物重要的形态特征,具有信息传递、体温调节和反捕食等功能。动物体色的研究近2个世纪,已在进化和适应方面取得了较大突破,开拓了行为生态学研究的新方向,极大地促进了应用心理学、计算机科学和军事等应用学科的发展。在目前已知的356种龟鳖动物中,体色多样,但由于其特殊的甲壳结构,龟鳖动物体色研究起步较晚,各种体色的生态适应意义尚不清楚。自20世纪50年代以来,在龟鳖动物体色的形成和调节、信息传递以及伪装策略等方面研究有所突破。这些研究表明,龟鳖动物在激素的调节下,色素发生变化导致体色改变;水生龟鳖动物受环境颜色影响较大,陆生龟鳖动物体色受环境颜色影响较小;部分物种的体色存在两性异形,雄龟通过向雌龟展示身上的色斑来求偶;背景匹配、混隐色和乔装3种伪装策略的研究证明龟鳖动物体色能够提供反捕食优势;深色的龟鳖动物在体温调节和种内竞争中都比浅色个体更有优势。目前,龟鳖动物图案的形成、腹甲颜色和特殊体色的功能适应等研究进展较慢,而且尚无相关的研究检验龟鳖动物的体色是否符合葛洛格定律,未来开展这些方面的研究可以促进理解龟鳖动物体色的生态适应和进化。     

荒漠蜥蜴的温度适应策略

荒漠蜥蜴是典型的陆生爬行动物,能够通过行为和生理的方式将体温维持在相当狭窄的范围内,以满足其生理活动的需要。在体温调节上,荒漠蜥蜴代表了一种过渡类型,一方面具有变温动物的行为性体温调节特点,同时也产生了哺乳类和鸟类的一些生理性体温调节的雏型。重点介绍荒漠蜥蜴在行为和生理上对温度的适应策略。     

亲缘关系与啮齿类动物的社会行为

在漫长的进化过程中 ,动物除了在形态结构、生理生化以及遗传等方面适应周围环境之外 ,也产生了与环境相适应的行为 ,其中种内个体社会联系的行为称为社会行为。由于自然选择提高了个体的生存价值和广义适合度 (ｉｎｃｌｕｓｉｖｅｆｉｔｎｅｓｓ) ,所以如果个体间亲缘程度不同 ,在自然选择的作用下必然会产生不同的结果。亲缘关系与社会行为的研究源于行为生态学 ,其中以Ｈａｍｉｌｔｏｎ[32 ] 提出的亲缘选择和广义适合度理论为代表 ,将亲缘关系和自然选择联系起来 ,扩展了达尔文自然选择理论的范围 ,较好地解释了利他行为 (ａｌｔｒｕｓ…     

脊尾白虾生理性体温调节的初步观察

爬行类动物在升温和降温时不同的心率变化(心率滞后)是其进行生理性体温调节的重要机制.在与爬行类系统进化关系较远的甲壳类动物脊尾白虾 Exopalaemon carinicauda 的研究中发现,在升温和降温时也出现心率滞后现象,这对温度敏感的甲壳类动物的体温调节十分有利,同时对其体温调节的可能生理机制进行了讨论.     

适合度的相对性与路径依赖的自然选择

自然选择理论认为生物个体或者种群在进化的过程中, 其基因或者性状、行为策略的选择一定是能够提高其适合度或者达到某个可期的“目标”。然而, 随着某个突变基因或者性状特征、行为策略在种群中扩散, 其期望收益将随着其在种群中分布的密度变化或环境改变而发生改变, 这就是适合度景观的悖论, 即静态的、固定可期望的收益可能因此而不存在。基于动态而非静态适合度景观的概念, 我们提出路径依赖的自然选择概念。路径依赖的自然选择过程中, 一个突变的基因或表型在某种环境下随机产生, 但是该基因或表型在某些特定环境下会产生正反馈。尤其是在正反馈与随机漂变的共同作用下, 多条路径的演化就可能发生, 并且其路径的形成将同时受到其种群进化历史过程和空间特征分布等因素的强烈影响。而在不同路径下, 由于观测维度、角度和尺度的不同, 适合度意义将因此而存在不同。在此意义下, 自然选择更可能选择路径频率而不是适合度大小。基于上述概念, 我们借鉴现代物理学中复函数的方法, 来描述多重动力对物种形成或者生物特征、种群进化等路径依赖的演化过程, 以期为同域物种、隐存种形成以及生物多样性演化提供解释机制。     

爬行动物的体液免疫

爬行动物针对颗粒性和可溶性抗原,能够快速、有效的产生抗体。爬行动物血清中的抗体主要包括高分子量的免疫球蛋白（HMWIg）和不止一种的低分子量免疫球蛋白（LMWIg）,爬行动物中还有在亲代和子代间传递的免疫球蛋白Ig Y。目前爬行动物免疫球蛋白的纯化方法主要有：硫酸铵沉淀法、联合凝胶过滤层析和离子交换层析法、Protein A亲和层析法。研究爬行动物体液免疫对研究动物免疫的进化及对病原控制具有重要意义。     

地球气候对哺乳动物更替及人类进化影响

新生代由哺乳动物取代爬行动物成为地球霸主,与地球气候由热到冷转变有对应性关系。通过对哺乳动物与爬行动物生理特点等比较,指出哺乳动物较适应冰期寒冷气候,爬行动物较适应间冰期高温气候,当出现类似中生代高温气候周期,爬行动物将成为优势物种。说明物种命运依存于特定环境．人类进化是适应各种不同环境。     

爬行动物的卵壳结构

爬行动物的卵壳结构杜卫国（浙江师范大学生物学系金华３２１００４）爬行动物是脊椎动物最先登陆的类群,其结构、机能也向着适应陆地生活进化。陆地繁殖是动物不依赖水环境的必要条件之一。爬行动物产带硬壳膜的卵,以抵御陆地环境压力和防止水分散失,完成陆地繁殖。因...     

爬行动物的温度依赖型性别决定

脊椎动物性别决定模式一直是进化生物学领域的热点问题,它对个体发育和自然种群性比组成都具有深刻的影响。性别决定模式根据主要成因可分为基因依赖型性别决定(GSD)和环境依赖型性别决定(ESD)2大类,其中温度依赖型性别决定(TSD)又是ESD中的主要性别决定模式。多数羊膜类脊椎动物具有稳定的GSD模式,而爬行动物的性别决定模式则丰富多样,即使是亲缘关系很近的物种也具有不同的模式。研究者们以爬行动物为模型动物开展了许多关于脊椎动物性别决定方面的工作。本文综述了近年来爬行动物TSD的最新研究进展,回顾了温度和性激素对TSD爬行类动物的影响及其进化适应意义,以及气候变化与TSD爬行类的关系,并提出了今后爬行动物TSD研究的重点。     

鳖卵实验室孵化和胚胎取材

鳖(Trionyx Sinensis),俗称甲鱼,是一种广布于我国的常见爬行动物。由于爬行动物实验材料来源困难,国内对爬行动物的胚胎发生进行系统的研究较少。但爬行动物是进化到鸟类和哺乳类的共同祖先,就动物进化的意义来说,研究爬行动物的胚胎发生有其重要的作用。近年来,湖南师范大学生物学系动物生殖生理研究室与湖南省汉寿县特种水产研究所进行科研协作,研究鳖的人工繁殖和养殖,为开展爬行动物胚胎发生的研究提供了丰富的实验材料。本文就几年来在鳖卵的实验室孵化和胚胎取材方面的体会,做一简要的介绍。     

爬行动物胚胎的行为热调节

行为热调节是外温动物体温调节的主要方式。传统观点认为行为热调节仅存在于胚后阶段,然而近年来研究表明爬行动物胚胎具备行为热调节能力。本文回顾了爬行动物胚胎行为热调节的发现和研究进展,探讨了胚胎行为热调节的生态适应意义,分析了胚胎如何感知温度以完成行为热调节,指出了该领域的未来研究方向。     

达尔文雀与生物进化

达尔文雀是自然界中生物适应辐射和快速进化的典型例子。自达尔文以后,许多生物学家到达加拉帕戈斯群岛对达尔文雀进行了研究。从达尔文雀的生态、起源、进化、自然选择和鸣叫等方面对以往的研究结果做一概述和总结。     

植物种群分子进化中对生境的适应——对荒漠植物遗传多样性研究结果的初步分析

长期以来,自然选择理论与中性理论对生物分子进化中的环境适应机理存在着激烈争论。目前,在植物种群分子进化中对生境适应的研究中正面临着一些难题：中性突变是分子水平进化的唯一原因,自然选择发挥主要作用的适应性进化是否存在于分子水平,选择与中性两种学说两种机制完全不同,如何才能将两者联系和统一起来,部分学者利用建立各种模型来描述自然选择对分子标记位点以及连锁序列的直接作用,如生态位宽度变异假设等。本研究小组以新疆阜康荒漠植物为研究对象,通过对两种重要荒漠植物遗传多样性的研究,分析两种植物各亚种群不同生境的生态因子与其遗传变异的关系,讨论生态位宽度变异假设,揭示遗传变异的产生与维持。中性论者与选择论者都试图解释生物环境适应与分子变异之间的关系。中性论和选择论是反映进化的两个侧面,它们不是绝对的,可以相互转化。     

生狄纳尔发现了怪物

动物学认为鸟类和哺乳类是脊椎动物中的两个不同的高等类群,分别称之为鸟纲和哺乳纲。它们虽然都起源于古代爬行动物,但二者是在不同时间、从不同的古代爬行动物类别中,为适应不同的生态环境沿着不同的进化方向演化而成的。通常鸟类被看作是披着羽毛的爬行动物,这是因为鸟类在解剖构造方面与现生的爬行动物较接近,与古代爬行类的区别也较少,故它们被认为是古代爬行类的相对变化不大的     

“观众效应”对动物配偶选择的影响研究进展

动物借助于通讯信号传递信息,信息发送者、接收者和旁观者共同组成动物通讯的信息网络环境。旁观者能够“窃取”并利用未直接发送给它们的信号,其存在影响信息发送者和接收者的通讯行为,这种现象被称为“观众效应”。动物的配偶选择和交配过程多发生于由同种动物所组成的信息网络中。越来越多的证据表明,“观众效应”可影响动物个体的择偶偏好和交配决策,进而影响物种的进化。本文主要从“观众效应”的性别差异、影响因素、功能解释等方面综述了其对动物配偶选择的影响,为揭示“观众效应”对配偶选择的影响及其在物种进化过程中的作用提供了新的思路。     

克隆植物的表型可塑性与等级选择

表型可塑性是指生物个体生长发育过程中遭受不同环境条件作用时产生不同表型的能力。进化的发生有赖于自然选择对种群遗传可变性产生的效力以及各基因型的表型可塑性。有足够的证据说明表型可塑性的可遗传性,它实际上是进化改变的一个成分。一般通过优化模型、数量遗传模型和配子模型来研究表型可塑性的进化。植物的构型是相对固定的,并未完全抑制表型可塑性。克隆植物因其双构件性而具有更广泛的、具有重要生态适应意义的表型可塑性。构件性使克隆植物具有以分株为基本单位的等级结构,从而使克隆植物的表型选择也具有等级性。构件等级一般包含基株、克隆片段或分株系统以及分株3个典型水平。目前认为克隆植物的自然选择有两种模式,分别以等级选择模型和基因型选择模型表征。等级选择模型认为:不同的等级水平同时也是表型选择水平,环境对各水平具有作用,各水平之间也有相互作用,多重表型选择水平的净效应最终通过繁殖水平——分株传递到随后的世代中。基因型选择模型指出:克隆生长引起分株的遗传变异,并通过基株内分株间以及基株间的非随机交配引起种子库等位基因频率的改变,产生微进化。这两种选择模式均突出强调了分株水平在自然选择过程中的变异性以及在进化中的重要性,强调了克隆生长和种子繁殖对基株适合度的贡献。基因型选择模型包含等级选择模型的观点,是对等级选择模型的重要补充。克隆植物的表型可塑性表现在3个典型等级层次上,由于各层次对自然选择压力具有不同的反应,其表型变异程度一般表现出“分株层次>分株片段层次>基株层次”的等级性反应模式。很多证据表明,在构件有机体中构件具有最大的表型可塑性,植物的表型可塑性实际上是构件而非整个遗传个体的反应。这说明克隆植物的等级反应模式可能具有普适性。如果该反应模式同时还是构件等级中不同“个体”适应性可塑性反应的模式,那么可以预测:1)在克隆植物中,分株层次受到的自然选择强度也最大,并首先发生适应性可塑性变化,最终引起克隆植物微进化;2)由于较弱的有性繁殖能力,克隆植物在进化过程中的保守性可能大于非克隆植物。克隆植物等级反应模式的普适性亟待验证。     

大分子进化和生命形成

自然界的生物种群极其丰富,仅地球上即达250万种左右。每个物种又由数量巨大的生物个体集合面成。但都是由原始生命通过自然选择进化而来的。而原始生命又是通过几十亿年前的物质进化而来的。从无生命物质到如今的生物界经历着极其漫长的进化过程,大体上可划分为三个阶段(图1)。     

植物局部适应性的研究进展

物种在空间异质性环境中容易受到不同的选择压力;如果本地基因型的适合度高于外来基因型,将导致局部适应性的产生。局部适应性强度是由自然选择、基因流以及其它进化力量的相互平衡决定的。局部适应性对于物种能否在快速变化的环境中长期生存非常关键。因此,在全球气候变化背景下,有关局部适应性的研究已逐渐成为进化生物学领域的研究前沿。本文从概念的提出与发展、成因、相关遗传基础及主要研究方法等方面对植物局部适应性这一生物学问题进行综述,探讨了目前主要的研究进展和存在的问题,展望了未来的研究前景,以加深对植物局部适应性及其遗传基础的全面认识与深刻理解。     

动物的伪装方式

伪装是动物防御性体色最重要的功能之一,能减少被捕食者检测和识别的风险。本文综述了隐蔽、乔装、运动炫和运动伪装等4种伪装方式的研究进展,并指出当前研究中存在的一些问题,以期为动物伪装进化的研究提供参考。     

动物的文化行为

动物的文化行为(cultural behaviour)是指通过非遗传的方法把信息从一个世代传给另一世代的行为。文化行为与进化过程不同,进化过程必须借助于自然选择才能发生,而文化行为是不遗传的。可见,动物适应其生存环境可以通过体质的进化(遗传进化),也可以通过学习特定的技能(不遗传)。学会的技能不能借助于遗传传递给后代,但却可以通过印记