基于微生物模型的合作行为进化研究进展

生物间的合作行为如何在自然选择过程中显示出对欺骗者的优势,一直以来都是进化生物学上的经典问题。实验室构建的具有合作行为的微生物种群是研究这一问题的良好素材。本文综述了几种基于微生物模型的合作行为进化理论,如亲缘选择理论、辛普森悖论、竞争抑制理论、进化博弈理论等,对其中涉及到的微生物模型进行介绍和评价,并展望其研究前景。     

圈养条件下犬蝠对陌生食物首次取食行为的研究

动物在觅食过程中,尝试取食陌生食物会给其带来潜在的风险或是利益。许多动物在首次遇到陌生食物时,不会立即对其进行取食,甚至感到恐惧而避开,这是动物应对陌生食物和环境的一种恐新行为(neophobia)。2010年10—12月,对广东省四会市圈养条件下的犬蝠Cynopterus sphinx取食行为进行研究。结果发现,在实验中犬蝠首次面对陌生食物(苹果)刺激时表现出2种不同的行为,14只实验个体中,6只在首次面对陌生食物时直接对其进行取食,定义其为探索者(explorer);而另外8只对陌生食物表现出了恐新行为,定义其为恐新者(coward)。在人为施加的环境压力下,恐新者经过反复试探,首次成功取食陌生食物后才接纳陌生食物。雌雄个体间(Mann-Whitney U test:雌性31.3 min±8.5 min,n=6,雄性122.8 min±16.2 min,n=5,U=721.0,P<0.001)及亚成体与成体间(Mann-Whitney U test:亚成体20.9 min±10.9 min,n=3,成体72.9 min±9.7 min,n=11,U=901.0,P<0.001)在首次取食行为上的差异均有统计学意义,雌性和亚成体个体更易于接受陌生食物。本文研究结果表明,犬蝠对陌生食物首次取食的这2种行为差异各自有其生态学意义,探索者的行为利于拓宽取食食物源,以应对野外多变的环境;而恐新者的行为可防止摄入过多有毒或营养过剩的食物。雌性倾向于探索陌生食物,可能与其在种群中的繁殖地位有关;亚成体积极探索陌生食物的行为则体现出其取食经验上的缺乏,同时也利于将陌生食物引入种群食谱中。行为的多样性利于种群繁衍,本文探讨了2种取食策略各自的利弊关系。     

植物氰化物对宝石上华蜗牛食物选择的影响

为验证植物氰化物能影响植食性动物的食物选择以及植食性动物的采食能诱导植物合成氰化物的假设,本研究分别在野外围栏和实验室内测定了宝石上华蜗牛Cathaica(Pliocathaica)orithyia对氰化物含量不同而其他营养成分相近的红三叶草Trifolium pratense和白三叶草T.repens的选择性,以及在宝石上华蜗牛的采食作用下,2种三叶草再生叶片中氰化物含量的变化。结果表明,无论在野外围栏还是在实验室条件下,宝石上华蜗牛均嗜食氰化物含量较低的红三叶草,而避食氰化物含量较高的白三叶草;实验个体对经其采食后的2种三叶草再生茎叶24 h的采食量较初次对三叶草24 h的采食量均显著降低;2种三叶草被宝石上华蜗牛取食后,其叶片中氰化物的含量均显著升高。因此,三叶草中的氰化物能有效阻遏宝石上华蜗牛对其采食,同时,宝石上华蜗牛的采食能诱导三叶草中氰化物的合成。     

不同混种密度下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋种间竞争的影响

为探究AM真菌共生对黄顶菊(Flaveria bidentis)与本地物种间竞争关系的影响,开展了不同种植比例条件下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋(Amaranthus retroflexus)的种间竞争试验。结果表明:黄顶菊是一种菌根真菌(AM)高度依赖性植物,杀真菌剂处理对其竞争效应产生了显著影响;在添加杀真菌剂条件下黄顶菊的相对产量在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,而反枝苋的相对产量均1.0,且两者混种时的相对产量总和在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,这说明反枝苋相对于黄顶菊而言是一种较强的竞争者,两者需要相同的资源;不添加杀真菌剂条件下,黄顶菊植株全氮、全磷含量分别增加1.1~1.6倍和1.1~1.2倍,而反枝苋的全氮、全磷含量无明显变化;AM真菌共生可能通过菌根介导的化感互作影响外来入侵植物与土著植物竞争格局,且受外界环境条件影响,这种共生关系可以减缓外界胁迫对共生植物不利的影响。     

LIGHT信号通路在鼠衣原体生殖道感染中的作用

【目的】初步探讨与单纯疱疹病毒糖蛋白D竞争结合疱疹病毒侵入介体的淋巴毒素类似物(lymphotoxin-like inducible protein that competes with glycoprotein D for herpesvirus entry on T cells,LIGHT)在抗衣原体感染免疫及介导衣原体生殖道病理损伤过程的作用。【方法】用1×104IFUs的Mo Pn经生殖道感染野生型(wild type,wt)、LIGHT KO小鼠,每组一半小鼠于感染后49d,再次感染相同剂量的Mo Pn。每隔3-4 d取生殖道分泌物,测定其中衣原体包涵体的数量。初次感染后80d,处死小鼠,眼眶取血,分离血清,用间接免疫荧光法测定其中抗体类型及效价;同时分离生殖道,肉眼观察其输卵管、子宫角水肿程度,然后甲醛固定、切片,H&E染色后,显微镜下观察各组织炎性浸润程度和管腔水肿程度。分离小鼠脾细胞,体外用衣原体EB刺激,测定上清中IL-4、IL-5、IL-17和IFN-γ等细胞因子水平。【结果】LIGHT KO小鼠阴道带菌时间与wt组相当,大部分小鼠均在原发感染后28d左右完全清除感染,且均产生对再次感染的免疫力。LIGHT KO和wt小鼠子宫角和输卵管均出现一定程度的病变,但差异无统计学意义。两组小鼠在原发和继发感染Mo Pn后,均产生高效价的特异性抗Mo Pn Ig G抗体,总抗体及各Ig G抗体亚类效价差异均无统计学意义(P>0.05),且Ig G2a/Ig G1比值均大于1。和wt小鼠一样,LIGHT KO小鼠脾淋巴细胞经衣原体再次刺激后均可产生较高水平的IFN-γ和IL-17,且未能检测到IL-4和IL-5。【结论】小鼠抗Mo Pn生殖道感染及Mo Pn引起的生殖道病理损伤不依赖于LIGHT信号通路。     

不同水氮处理对玉米-大豆间作群体内作物光能截获、竞争和利用的影响

通过田间试验研究了不同水氮处理对玉米-大豆间作群体的光能截获、竞争与利用的影响。试验设置充分供水和水分亏缺两种水分处理以及施氮(亩施纯氮7.5 kg)和不施氮两种氮肥处理。结果表明,在生育中后期,同一氮肥处理条件下,充分供水处理间作作物的光能截获率显著高于水分亏缺处理;相同水分条件下,施氮处理间作大豆的光能截获率略高于不施氮处理,但未达到显著水平,而施氮处理间作玉米的光能截获率则显著高于不施氮处理。从播后第64天到成熟,同一氮肥处理条件下,充分供水提高了间作玉米的光能竞争比,但却降低了间作大豆的光能竞争比。从播后第73天到成熟,相同水分条件下,施氮处理间作玉米的光能竞争比显著高于不施氮处理,而大豆的光能竞争比在两个氮肥处理间则没有显著差异。充分供水条件下,施氮处理间作玉米的光能利用效率(LUE)为3.87 g/MJ,略高于不施氮处理(3.81 g/MJ);水分亏缺条件下,施氮处理间作玉米的LUE(3.86 g/MJ)比不施氮处理(3.72 g/MJ)高3.6%。充分供水条件下,施氮处理间作大豆的LUE(1.62 g/MJ)比不施氮处理(1.57 g/MJ)高3.2%;水分亏缺条件下,施氮处理间作大豆的LUE为1.55 g/MJ,与不施氮处理(1.54 g/MJ)基本相同,表明与氮肥处理相比,水分状况对大豆LUE的影响更为明显。     

食物和季节因素对杂色山雀贮食行为的影响

鸟类的贮食行为受很多因素的影响,其中食物和季节是两个十分关键的因子。采用人工投食的方式研究杂色山雀冬、春季节对松子和葵花籽两种食物的贮食选择,以及食物和季节因素对贮食位点的空间分布和微生境选择的影响。结果发现,杂色山雀优先贮食松子,仅在春季贮食少量葵花籽;主要选择树皮裂缝、灌木根部、草丛、石缝和苔藓下面五种生境进行贮食;其贮食位点的空间分布呈分散状态,集中于投食点100m范围内,密度分布随食物搬运距离的增加而递减。其贮食模式和贮食位点的微生境选择均受季节因素的影响,其中,贮食模式的季节变化可能是受生境中松子这种重要食物可获得性的下降所致,而杂色山雀冬季对树皮裂缝的利用率明显高于春季,可能是与冬季的积雪覆盖限制了其对地面贮食点的利用有关。杂色山雀的就近贮食模式可能是为了增加贮食效率,关于不同个体之间贮食位点的差异,以及季节变化对贮食位点的空间分布格局的影响还需进一步研究。     

广西弄岗黑叶猴的家域和日漫游距离

我们对广西弄岗国家级自然保护区内的一群黑叶猴的家域和漫游行为进行了为期12个月的研究,以探讨该物种利用喀斯特石山的规律.结果表明,黑叶猴的家域总面积为28.75 hm2,平均月家域面积为8.35±4.24 hm2.猴群平均日漫游距离为661.77±130.20 m.黑叶猴对家域面积的利用表现出雨季明显小于旱季的季节性变...     

具有阶段结构的两种群竞争系统的周期解

本文研究了具有阶段结构的两种群竞争系统的渐近行为.我们得到了系统持续生存的条件.由Brouwer不动点定理和李亚普诺夫函数,我们证明相应的周期系统在满足一定的条件下,存在一个唯一的全局渐近稳定的正周期解.最后我们把没有阶段结构的系统与有阶段结构的系统进行了比较.     

滨海湿地的鸟类

鸟类的行为还吸引了人们的想象力。它们仅仅凭借着飞翔就能激发几代诗人的灵感,它们的迁徙让科学家们感到震惊。斑尾塍鹬每年在夏季繁殖地和冬季觅食地之间的迁徙距离达到11500公里,从阿拉斯加到新西兰,不间断的8日飞行,如同史诗般令人瞠目。