高原鼠兔褐色脂肪组织及肝脏产热的季节性变化

非颤抖性产热(nonshtverlng thermogenesis, NST)是小哺乳动物在低温环境下增加产热的有效途径(Foster等1978.Can JPhyslol,56:110~122)。NST主要产生于褐色脂肪组织(BAT),所有影响BAT结构与功能的因素均可影响NST能力(Cannon等,1993．Life in the cold．369～379)。 高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为高寒草甸生态系统中非冬眠的小哺乳类动物,其生态学特征已被进行了广游酊探^的研究．王德华等(1990。兽类学报10(1)：40～53; 1993．兽类学报13(4)：271～276)对高原鼠兔NST能力,BAT组织成分及线粒体蛋白的季节性变化进行了研究。本文在此工作的基础上。试图从细胞承千上进一步探讨高原鼠兔产热的季节性变化及适应意义。     

高原鼠兔蒸发失水的地位及热能调节

本文对高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的静止代谢率(RMR)、蒸发失水(EWL)、非颤抖性产热(NST)等能学参数进行了测定,计算了干燥热传导(dry C)、热能调节热标(TI)等,评估了蒸发散热(EHL)在热传导(C)中的地位,结果表明:高原鼠兔的基础代谢率(BMR)和最小热传导(C_m)均高于期望值;25℃以上EHL占有重要地位;热能调节能力较好,但抗高温能力较差;这些特征对于栖居在年气温差较小、日温差大的高寒环境中的高原鼠兔具重要的适应意义。     

小哺乳动物在高寒环境中的生存对策 Ⅰ.高原鼠兔和根田鼠褐色脂肪组织(BAT)重量和显微结构的季节性变化

本文研究了高寒草甸生态系统中两种非冬眠草食性哺乳动物——高原鼠兔和根田鼠的褐色脂肪组织(BAT)的重量和显微结构的季节性变化,结果表明严寒季节BAT增多、BAT细胞中的脂肪滴小而多、线粒体增大及嵴数目增多,温暖季节较低,这些变化与产热需要有关。     

高原鼠兔和根田鼠的最大代谢率

采用He-O2混合诱导方法测定了高原鼠兔（Ochotona curzoniae）和根田鼠（Microtus oeconomus）的最大代谢率（MMR）。高原鼠兔的最大代谢率在夏季和冬季分别为5．93（体重为118g）和6．33（体重为115．8g）mlO2/g.h,而根田鼠在夏季和冬季分别为12．70（体重为27．8g）和18．29（体重为17．5g）mlO2/g.h,并且根田鼠的最大代谢率的变化幅度大于高原鼠兔,存在种间差异。MMR季节变化的不显著性来源于动物环境温度在夏季较低,而在冬季为越冬亦采用行为调节等其它机制。栖于青藏高原的高原鼠兔和根田鼠同时受到低温和低氧的腔迫,而两者对最大代谢率作用相反,导致两种动物的最大代谢率与各自期望值相比差异不大。     

高原鼠兔瘦素蛋白乳腺特异表达载体的构建及细胞表达

瘦素(Leptin)蛋白是调节机体能量代谢的关键因子之一。前期研究显示高原鼠兔Leptin蛋白发生了适应性进化。功能实验表明,在温暖或寒冷条件下高原鼠兔Leptin通过减少食物摄取和增加能量消耗调节能量平衡,显示了其调节适应性产热过程的潜力。本研究以高原鼠兔Leptin cDNA为模板扩增高原鼠兔obese (ob)基因编码区序列504 bp,改造并构建哺乳动物真核细胞乳腺特异表达载体pBC1-lep,同时通过组织块法原代培养建立奶山羊乳腺上皮细胞系,并通过pBC1-lep质粒脂质体法转染及转基因细胞的筛选,成功获得转染Leptin的阳性细胞。本研究为利用转基因动物实现奶山羊乳腺中特异表达高原鼠兔Leptin提供了一条可能的途径,完成了乳腺特异真核表达载体的构建。     

大绒鼠体温调节和产热特征

大绒鼠为横断山脉地区小型哺乳动物的典型代表; 其体温仅能在15～30℃范围内维持稳定; 在热中性区内, 最低静止代谢率为2.71±0.13 ml O₂/g.h, 为其体重预期值的203.2±10.13%; F-值 {(RMR/Me)/(Cm/ C'} 为0.99±0.05; 在 25℃的NSTmax为 5.18±0.19)ml O₂/g.h; BAT 重量为0.33±0.05 g, 为体重的0.84%, BAT细胞线粒体的产热活性较高;肝脏也具有较强的产热活性。大绒鼠的产热特征和体温调节模式很可能反映了横断山地区小型啮齿动物的特征。     

赤狐气味对高原鼠兔繁殖的影响

在野外条件下,利用赤狐的粪尿气味增加高原鼠兔的捕食风险,研究捕食风险对高原鼠兔繁殖的影响。结果表明,作为衡量高原鼠兔繁殖投入大小的定量指标,成体高原鼠兔的体重变化在捕食风险处理样方与对照样方之间没有明显的不同,随着繁殖期的延长,两样方内雌雄个体的体重均显减少,说明捕食风险对高原鼠兔的繁殖投入无明显影响,因此,捕食风险对幼体的生长、发育也无明显的作用。捕食风险增加后,高原鼠兔平均每个雌性成体拥有的后代数目、性比和居留率与对照样方比较均无明显不同,但是由于扩散等原因使每个雄性成体拥有的后代数、繁殖期结束后幼体的性比有明显的差异。以上结果并未显示出捕食气味作为捕食风险对高原鼠兔的繁殖产生抑制作用,其主要原因是捕食风险的类型不同和研究期间高原鼠兔本身承受的捕食风险较大,高原鼠兔可能通过行为变化调节捕食风险增加对其产生的不利影响。     

不同海拔地区高原鼠兔探究性和静止代谢率的差异

环境的差异影响动物种群生活史对策的进化。对地理分布范围广的物种而言,栖息地环境差异大,不同种群的生活史对策亦存在显著差异。个性特征作为生活史的一部分,反映了动物对环境的适应模式。前期研究表明,不同海拔区域的高原鼠兔的生活史对策存在显著差异,然而,其个性特征及与能量代谢的关联性是否也存在差异,目前尚不清楚。2018年9-10月,分别在海拔3268 m的贵南县和3980 m的玛沁县测定当地高原鼠兔的探究性与静止代谢率。结果发现,高海拔雄性高原鼠兔的探究性显著低于低海拔雄性个体;高海拔雌性高原鼠兔体重矫正静止代谢率显著高于低海拔雌性个体。高海拔地区,雌性高原鼠兔的探究性和体重矫正静止代谢率呈显著正相关,雄性高原鼠兔的探究性和体重呈显著负相关;低海拔地区,高原鼠兔的探究性和体重矫正静止代谢率或体重之间均无显著相关性。该结果 表明,调整个性特征和能量代谢及其两者的关联性也是高原鼠兔适应不同海拔栖息地环境差异的生活史对策之一。     

暖温经历对雌性黑线仓鼠能量代谢、产热和体脂含量的影响

能量代谢的生理调节是小型哺乳动物应对不同环境温度的重要策略之一,为探讨暖温下代谢产热在体重和体脂适应性调节中的作用和机理,本研究将雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)暴露于暖温(30°C)1个月、3个月和4个月,测定体重、摄入能、代谢产热、体脂含量、褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋1 (UCP1) mRNA表达等。结果显示,暖温对黑线仓鼠体重无显著影响,但使脂肪含量显著增加。与室温组相比(21°C),暖温组消化率显著升高,但摄入能和消化能显著降低;暖温下非颤抖性产热(NST)显著降低,脑、肝脏和心脏COX活性、BAT COX活性和UCP1 mRNA的表达显著下调。结果表明,暖温下降低代谢产热补偿了能量摄入的减少,机体处于正能量平衡状态,是脂肪含量显著增加的主要原因之一。脑、肝脏、心脏和BAT代谢活性降低是代谢产热降低的主要机制,与脂肪累积有关。     

大绒鼠在不同驯化温度下产热和能量代谢的变化

为研究不同温度驯化条件下大绒鼠体重、体温和能量代谢水平的可塑性变化,本实验测定了热驯化(30℃ ;12L∶ 12D)转脱热驯化(5℃ ;12L∶ 12D)和冷驯化(5℃ ;12L∶ 2D) 转脱冷驯化(30℃ ;12L∶ 12D)条件下,大绒鼠体重、体温、能量收支、静止代谢率和非颤抖性产热的变化。结果表明:大绒鼠在热驯化转脱热驯化过程中,随着热驯化时间的延长,大绒鼠体重和体温增加,摄入能、静止代谢率和非颤抖性产热逐渐降低,在28 d 时降到最低;转到脱热驯化条件下,表现出相反的趋势。冷驯化转入脱冷驯化过程中,随着冷驯化时间的延长,大绒鼠的体重和体温降低,摄入能、静止代谢率和非颤抖性产热逐渐升高,28 d 时达到最高;转移到脱冷驯化条件时,表现出相反的趋势。以上结果说明大绒鼠在不同温度驯化条件下,其体重、能量代谢和产热具有可塑性变化,即通过调节体重、体温和能量代谢来适应不同温度变化。     

高寒草甸生态系统中高原鼠兔的繁殖特征

2002年4月至8月,在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站附近,采用标志重捕法对高原鼠免的繁殖特征进行了研究。高原鼠兔的繁殖具有明显的季节性差异,4月下旬和5月为繁殖高峰期,雄性的睾丸重而饱满,雌性的怀孕率最大。雄性成体的体重和睾丸重在繁殖期的不同时段具有显的差异,在4月11日至5月10日、6月11日至7月10日体重和睾丸重之间呈显正相关。雌性怀孕早期胚胎数与临产前胚胎数没有显差异,未发现胚胎吸收现象;同时,胚胎数在繁殖期的不同时段存在显差异。采用种群统计学中同生群的划分方法,将5～8月份出生的幼体依次记为L1、L2、L3、L4。在出生后20天内L1、L2幼体存活率明显高于L3、L4;在从出生50天至80天期间L4的存活率显高于L2。当年出生的雌雄幼体在发育上存在不同步现象,当年出生的雌性幼体性成熟早,有的可以直接参加繁殖,但当年出生的雄性幼体却无此现象。结果表明：在海北地区,经过综合治理后,高原鼠兔的生境发生改变,其繁殖策略也随之发生改变,即,减少每次繁殖活动的投入,增加繁殖次数,延长繁殖时间。     

Phenotypic plasticity of reproductive traits in response to food availability and photoperiod in white-footed mice (Peromyscus leucopus)

Changes in photoperiod, ambient temperature and food availability trigger seasonal acclimatization in physiology and behavior of many animals. In the present study, seasonal adjustments in body mass and in several physiological, hormonal, and biochemical markers were examined in wild-captured plateau pikas (Ochotona curzoniae) from the Qinghai-Tibetan plateau. Our results showed that plateau pikas maintained a relatively constant body mass throughout the year and showed no seasonal changes in body fat mass and circulating levels of serum leptin. However, nonshivering thermogenesis, cytochrome c oxidase activity, and mitochondrial uncoupling protein 1 (UCP1) contents in brown adipose tissues were significantly enhanced in winter. Further, serum leptin levels were positively correlated with body mass and body fat mass while negatively correlated with UCP1 contents. Together, these data suggest that plateau pikas mainly depend on increasing thermogenic capacities, rather than decreasing body mass, to cope with cold, and leptin may play a potential role in their thermogenesis and body mass regulation.     

高原鼠兔松果腺褪黑激素含量昼夜节律的研究

自然光照条件下,高原鼠兔（Ｏｃｈｏｔｏｎａｃｕｒｚｏｎｉａｅ）松果腺褪黑激素（Ｍｅｌａｔｏｎｉｎ,ＭＬＴ）含量呈现明显的昼夜节律（Ｐ＜０．００１,夜间组含量均值与白天组含量均值差异显著性比较）。在２月份的实验中,对１８只鼠兔（体重１２２—１６４克）松果腺的采样时间分别为０２．００,０９．００,１２．００,１８．００,２２．００和２４．００时。白天ＭＬＴ含量波动为５６—６４微微克／松果腺,夜间波动为１１３—１７０微微克／松果腺。夜间ＭＬＴ含量高峰值出现在２４．００时。在１０月份的实验中,对６０只鼠兔（体重１０２—１５３克）松果腺的采样时间分别为０３．００,０６．００,０９．００,１２．００,１５．００,１８．００,２１．００和２４．００时。白天ＭＬＴ含量波动为７７—１１９微微克／松果腺,夜间波动为１３９—５０５微微克／松果腺。夜间ＭＬＴ含量高峰值出现在０３．００时。将２月份和１０月份高原鼠兔松果腺ＭＬＴ含量进行差异显著性比较,１０月组显著高于２月组（Ｐ＜０．０５）。结果表明,该动物的松果腺本身对光周期具有敏感性,它能够感知环境光周期的变化,成功地完成神经内分泌的转换。     

高原鼠兔对垂穗披碱草及豆科植物生长特性的影响

高原鼠兔通过取食对高寒草甸产生广泛的影响,从而影响高寒草甸植物的个体生长特征。2012年在青海省果洛州矮嵩草草甸,以高原鼠兔喜食植物(豆科和垂穗披碱草)为研究对象,通过小区控制研究高原鼠兔取食（对照组、低密度处理组、中密度处理组、高密度处理组）对植物个体生长特征的影响。研究显示：在实验前期（5月和6月）,喜食植物个体特征基本上无明显规律;在实验后期（7月和8月）,随着高原鼠兔取食强度增大,高原鼠兔喜食植物的地上生物量、平均高度、分蘖枝数、分蘖枝长度、丛幅均呈下降趋势;叶片长度和叶片数均呈先上升后下降态势。2.高原鼠兔喜食植物个体特征的增长率对照组显著高于高密度处理组（P<0.05）。以上结果表明(1)高寒草甸豆类植物在其生长后期与高原鼠兔的取食强度呈一定的负相关关系;高原鼠兔取食强度在阈值（中、低密度）内有利于垂穗披碱草的生长,但超过其阈值的取食强度不利于其生长。(2)高原鼠兔高强度的取食对其喜食植物个体的生长率有明显的抑制作用。     

高原鼠兔血清无机元素含量的分析

测定分析了高原鼠兔血清电解质、无机元素、血清铁和总铁结合力, 并与人和其它实验动物的相应指标进行了比较。得出以下主要结论: 1.高原鼠兔血清电解质浓度不受生活环境和食物条件的影响, 其机体能自身调节血清离子浓度, 以维持电解质在血液中的相对衡定; 2.高原鼠兔血清铁含量与其栖息地海拔相关, 随海拔升高血清铁含量增加; 3.高原鼠兔通过增加运铁蛋白与铁的结合力作为适应高原低氧环境的方式之一。     

Five-year population dynamics of plateau pikas (<Emphasis Type="Italic">Ochotona curzoniae</Emphasis>) on the east of Tibetan Plateau

Small mammals mediate trajectories of vegetation change where both their density and the growing season are moderated by temperature and precipitation. On the Tibetan Plateau, the cold and arid climate particularly restricts the plant growing season, but the role of mammals’ density and climate in moderating small mammal populations remains unknown. We conducted a 5-year mark-recapture study of plateau pikas (Ochotona curzoniae) to test the relative importance of density-dependent and climatic factors on survival and reproduction. Plateau pikas had seasonal fluctuations in density and survival. During the warm summer season (May–August), monthly survival was density-independent, ranging from 74.7 to 90.4%, but varied with sex and age, increased with precipitation and NDVI, and decreased with temperature. During the cold season (September–April), monthly survival was around 98%. Density and precipitation had negative effects on reproductive success for the first and second litters of the year, and temperature showed consistently positive effects on reproductive success for both litters of the year. Pika density and climate regulated together the population dynamics of plateau pikas. These data on the relationships between density and climatic factors on survival and reproduction are critical for the management and conservation of plateau pikas on the Tibetan Plateau.     

高原鼠兔种群生产量生态学的研究 Ⅰ.高原鼠兔体重生长动态数学模型的研究

动物生长数学模型的研究是生态学和遗传学理论中重要的研究领域之一。广泛地研究T动物生长过程(Wemouth等,1930; Laird, 1964, 1965a, 1965b, 1966a, 1966b; Laird等,1965; Laitd等,1967; Kidwell等1969)。高原鼠兔(Ochotona curxoniae)是高寒草甸生态系统的主要初级消费者之一(刘季科,1982),定量地探讨其体重生长规律,是估计种群的生物生产量和能量动态必不可少的资料。有关自然条件下,高原鼠兔体重生长的研究,还尚乏报道。本文旨在报道其自然种群中,个体平均体重生长的逻辑斯蒂一指数饱和(Logistic-exponential saturation)动态数学模型,为分析高原鼠兔种群生产量动态提供子模型,亦为科学地制订管理该鼠种的对策提供理论根据。     

THERMOREGULATORY ADAPTATIONS IN MARINE MAMMALS: INTERACTING EFFECTS OF EXERCISE AND BODY MASS. A REVIEW1

A review of thermoregulation in marine mammals led to the following conclusions: very little is known about thermoregulation in large cetaceans. The only measured value for the metabolic rate of a whale, albeit a young one, was substantially higher than the predicted value for a terrestrial mammal of similar size. Very small and newborn marine mammals rely on a high metabolic heat production to sustain their body temperature during exposure to cold or in the water. The considerable insulation of some adult marine mammals may absolve them from the need for a high level of heat production. One marine mammal in tropical or subtropical waters is hypometabolic. There is evidence for a powerful control of thermoregulatory mechanisms by the anterior hypothalamic/preoptic region of the brain in two species. Thermoregulation in marine mammals during exercise remains paradoxical.     

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。