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。     

重组高原鼠兔瘦素原核表达载体的构建、蛋白表达及纯化

瘦素(leptin)由ob 基因编码,对调节能量代谢起着重要作用。本研究建立了高原鼠兔瘦素的原核表达系统,并对其进行了原核表达。研究中作者从高原鼠兔瘦素基因的cDNA 文库中,扩增编码高原鼠兔瘦素的核酸序列,并利用DNA 基因重组技术将其克隆到原核表达载体pET30a(+ )中,构建了高原鼠兔瘦素原核表达载体pET30a(+ )/ ppleptin。对目的片段进行测序确认后,将其转化到大肠杆菌BL21 中,并利用IPTG 诱导外源性目的蛋白表达。表达的包涵体蛋白经溶解及变性后上柱纯化。重组质粒经测序检测后,表明原核载体构建正确。同时,SDS - PAGE 凝胶电泳结果显示,重组菌在16KD 处有明显新增条带,纯化后的目的蛋白条带纯度较高。该结果为高原鼠兔瘦素的后续基础研究提供了基础资料。     

高原鼠兔冬季的食物选择

本文采用胃内容物镜检分析法,对高原鼠兔在矮嵩草草甸、垂穗披碱草草甸和杂类草草甸三种类型栖息
地中的主要食物组成进行了比较分析,旨在探讨三类栖息地不同食物资源状况对高原鼠兔食物组成的影响,以
及高原鼠兔在食物匮乏的冬季的觅食对策。研究结果表明:高原鼠兔在冬季主要选食弱小火绒草和铺散亚菊,
甘肃棘豆、垂穗披碱草和长茎藁本也是冬季食物主要组成部分。在冬季食物资源较为匮乏的情况下,高原鼠兔
选食的主要植物种类相对较多,且不同植物比例变化明显,说明高原鼠兔对食物具有一定的选择性。在矮嵩草
草甸中,其食物组成依次为铺散亚菊(16. 2% ) > 弱小火绒草(11. 5% ) > 甘肃棘豆(11. 3% ) > 大籽蒿
(9. 7% ) > 早熟禾(7. 6% ) > 长茎藁本(7. 5% ) > 垂穗披碱草(5. 5% )等7 种,占其食物的69. 3% ;在垂
穗披碱草草甸,其主要食物组成依次为垂穗披碱草(15. 8% ) > 甘肃棘豆(14. 7% ) > 弱小火绒草(14. 5% )
> 铺散亚菊(14. 2% ) > 早熟禾(7. 8% ) > 长茎藁本(6. 9% ) > 锥果葶苈(6. 2% )等7 种,占其食物的
80. 1% ;在杂类草草甸中,其主要食物组成依次为铺散亚菊(20. 8% ) > 长茎藁本(20. 6% ) > 大籽蒿
(9. 9% ) > 弱小火绒草(9. 8% ) > 锥果葶苈(6. 5% ) > 圆齿狗娃花(5. 5% )等6 种,占选食食物的73. 1% 。
不同栖息地之间食物组成比较分析结果表明,在冬季食物资源匮乏的情况下,栖息地类型不同对高原鼠兔食物
组成的影响较小,杂类草构成了它们的主要食物,这可能是由食物质量决定的,而不同栖息地中喜食植物可利
用量是决定鼠兔食物组成的主要因子,进一步验证了食物可利用量和质量决定植食性小哺乳动物食物选择模式
的假设。     

地表覆盖物对高原鼠兔栖息地利用的影响

对地表覆盖物对高原鼠兔栖息地利用的作用进行了研究, 地表覆盖物增加后, 高原鼠兔能依据其程度及毗邻生境状况, 或减少地面活动增加对洞道系统的利用; 或转移到较安全区域; 同时摄食行为也发生变化, 显著增加用于防御的时间, 且取食区域几乎集中于洞口附近。研究表明, 高原鼠兔视地表覆盖物为一种捕食风险源, 并对此具有一定的评估能力, 其行为反应实质上是通过对食物获取与风险大小的权衡而做出的一种行为决策。间接捕食风险是高原鼠兔在选择和利用栖息地时所必须考虑的权衡因子, 也是一个重要的摄食代价。     

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。     

甘肃鼠兔幼子生长的初步研究

根据3 窝14只甘肃鼠兔幼子56 天的生长发育资料初步分析了甘肃鼠兔的生长发育规律。依据逻辑斯蒂曲线的拐点,甘肃鼠兔的体重生长可划分为加速增长相（0～0.5日龄）和减速增长相（20.5日龄以后）。按照瞬时生长率曲线的拐点,体重增长过程可分为3个时期,即缓慢生长期（0～6.5 日龄）、快速生长期（6.5～34.5 日龄）和渐进生长期（34.5 日龄以后）。文章对使用逻辑斯蒂方程和其它“S”形曲线描述动物生长过程存在的一些问题进行了讨论,认为：如果只用1条“S”形曲线描述动物的整个生长过程,就有可能会因为成年期动物生长规律的变化而破坏模型参数的生物学意义,同时引起模型拟合精度的降低。为克服这一问题,作者建议：在使用“S”形曲线拟合动物生长模型时,生长过程的资料最好不要覆盖体重波动较大的成年阶段。     

高原鼠兔对高寒草甸土壤有机质及湿度的作用

为探讨高原鼠兔对土壤理化性质的作用, 本研究于2005年8月, 采用灼烧和烘干法, 分别测定了高原鼠兔栖息及被灭杀地区土壤有机质含量及湿度。结果表明： 高原鼠兔栖息地区, 0～5 cm及6～10 cm土壤层有机质含量和湿度均极显著或显著高于被灭杀地区; 11～30 cm 土壤层, 二者无显著的差异;31～50 cm土壤层, 有机质含量差异极显著, 而土壤湿度则无显著差异。说明, 高原鼠兔活动可增加高寒草甸土壤表层有机质含量和湿度, 进而改变土壤理化性质, 促进生态系统物质循环。     

The density of active burrows of plateau pika in relation to biomass allocation in the alpine meadow ecosystems of the Tibetan Plateau

Understanding the relationships between plateau pika population and plants biomass is essential for improving small herbivores management in alpine meadow ecosystems. Four degrees of active burrow densities were classified to evaluate pika populations and biomass allocation interactions. Our results showed that plant composition, overall vegetation height and cover, dominant species were significantly different among four sites. Additionally, plant functional groups, above ground, below ground and total biomass, root:shoot ratios and the living roots proportion were the greatest at the zero-density site, and those at the medium-density site were the lowest. We postulate that pika activities may not be the cause of the differences, but a symptom of grassland degradation. Further, pika population fluctuations should be monitored, and when the population exceeds the economic threshold of low-density (110 pikas or/and 512 active burrows ha⁻¹) or reaches high-density (200 pikas or/and 1360 active burrows ha⁻¹), integrated management strategies should be implemented to protect damage.     

高原鼠兔肠道微生物中丰富及稀有类群的季节性特征

气候及食物是驱动植食性小哺乳动物肠道菌群产生季节性变化的重要因素。然而,此类研究很少涉及肠道丰富及稀有微生物类群。本文以高原鼠兔（Ochotona curzoniae）为对象,通过16S rRNA基因测序和分析,探讨丰富及稀有肠道微生物类群的结构组成、多样性指数及功能在春、夏、秋、冬四季的变化特征。结果显示,丰富类群对菌群主要门和功能的季节性变异贡献大于稀有类群,稀有类群对菌群OTU和alpha多样性的变异贡献大于丰富类群。丰富类群和稀有类群的香农指数均在冬季显著高于其他季节;丰富类群的ACE指数在秋季显著低于其他季节,而稀有类群的ACE指数则在冬季显著高于春季和夏季。丰富类群中拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度在冬季和秋季显著高于春季和夏季,但在稀有类群中,夏季和秋季的相对丰度显著高于冬季和春季。丰富类群中氨基酸代谢通路的相对丰度在冬季显著高于春季和夏季,而在稀有类群中,其相对丰度在春季显著高于夏季和秋季。气温、降水量和植被中的营养物质与肠道菌群中丰富类群和稀有类群的变化均显著相关,环境变量对丰富类群和稀有类群变化的总解释率分别为18%（气温：3%;降水：4%;植被营养成分：10%;联合：1%）和9%（气温：1%;降水：2%;植被营养成分：5%;联合：1%）。以上结果表明肠道微生物中的丰富和稀有类群具有不同的分布模式和季节性特征,二者对整体菌群变异的贡献存在差异,环境因素更多地影响丰富类群,反映了肠道微生物不同类群对季节变化响应的非一致性。本研究增进了我们对哺乳动物肠道菌群季节性变化过程及环境适应性的认识。