四种沙蜥的形态地理变异:Bergmann和Allen规律的检验

本文通过比较四种沙蜥近缘种:青海沙蜥(Phrynocephalus vlangalii)、荒漠沙蜥(P.przewalskii)、变色沙蜥(P.versicolor)和叶城沙蜥(P.axillaries)形态特征和分析青海沙蜥种群沿海拔梯度的变异来验证Bergmann和Allen规律在爬行动物沙蜥属的适用性。生存在邻近地区不同海拔梯度的四种沙蜥个体大小种间比较显示遵循Bergmann和Allen规律,分布于高海拔的青海沙蜥尾椎骨数显著少于其它三种低海拔沙蜥,这种沿海拔梯度种间形态变异可能主要由遗传因素决定。青海沙蜥随海拔梯度的上升个体变小,四肢变短,形态变异反Bergmann规律,相对尾长随海拔变异遵循Allen规律,但相对四肢长度反Allen规律。这种变异可能更受到不同海拔梯度环境特征,尤其是高海拔缺氧和食物短缺的影响。     

温度对红尾沙蜥代谢昼夜节律的影响

爬行动物很多生理、生化和行为指标都表现出昼夜节律。代谢昼夜节律不仅涉及内在因子的固有控制,而且受到多种外部因素的影响。为了探究温度对代谢昼夜节律的影响,在恒定的温度下(18℃和28℃)测定了红尾沙蜥Phrynocephalus erythrurus体温、心率、标准代谢率(SMR)和血糖浓度的昼夜变化。结果表明:(1)在2个温度下红尾沙蜥体温没有明显的昼夜变化;(2)昼间SMR明显高于夜间,18℃下SMR水平以及SMR昼夜变化的范围都低于28℃下的结果;(3)心率的变化也与代谢率的变化一致,但最低点提前了2 h;(4)28℃下的血糖浓度整体水平显著高于18℃下的,而波动规律却不同:28℃条件下白天平均值高于晚上,血糖浓度在16∶00显著高于20∶00、00∶00和12∶00;18℃条件下,血糖浓度在20∶00和08∶00明显低于00∶00和12∶00(P0.05),而在04∶00和16∶00处于中间水平。该研究证实了红尾沙蜥SMR、心率和血糖浓度等生理生化指标也存在明显的昼夜节律,虽然这种现象受环境温度的影响,但主要还是由内在因子决定,这可能与某些激素的分泌活动有关。     

环境温度对荒漠沙蜥和密点麻蜥体温的影响及其对环境温度的选择

荒漠沙蜥(Phrynocephalus przewalskii strauch)和密点麻蜥(Eremias multiocellata Guenther)的体温都随环境温度的变化而变化,相关非常显著(P<0.001)。在相同环境温度条件下,荒漠沙蜥的体温约高于密点麻蜥3℃,荒漠沙蜥集中选择38—40℃的环境,密点麻蜥选择35—37℃的环境。荒漠沙蜥的热僵死阈值为44—48℃,致死温度(T_(L50))为48℃,密点麻蜥的热僵死阈值为42—46℃,致死温度(T_(L50))为46℃。两种蜥蝎对低温的耐受性基本相似,冷僵温度为0——3℃,致死低温(T_(L50)):荒漠沙蜥为-2.3℃,密点麻蜥为-2.5℃。两种蜥蜴的这些差异与种的特征、栖息环境及体形的大小有关。     

若尔盖青海沙蜥——洞穴密度与深度的生态内涵

2002年9月,采用样方法和挖掘法分别对分布在若尔盖草原荒漠(东经102°29′04.1″,北纬33°43′25.0″,海拔3 464 m)上的青海沙蜥(Phrynocephalus vlangalii)的洞穴密度及深度进行了研究.结果表明①青海沙蜥的洞穴密度随植被盖度的升高而下降(r=-0.81,P<0.01),这说明青海沙蜥的生境选择是偏向于植被盖度较低的荒漠,因此可以把该物种作为草地荒漠化的一种指示生物.②青海沙蜥居住洞穴深度大于74 cm,在冻土层之下.青海沙蜥选择深度达到最大冻土之下的洞穴居住是它抵御低温的一种行为机制,而深度小于74 cm的洞穴则可能是用于逃避敌害的临时隐蔽所.     

荒漠沙蜥胚胎生长发育的温度适应性研究

为研究荒漠沙蜥胚胎发育的温度适应性,我们设定了3个温度(26℃、30℃、34℃)孵化荒漠沙蜥受精卵,并在胚胎孵化过程中对胚胎代谢和心率、新生幼体的形态学特征和幼体静止代谢率的温度适应性进行了研究。结果显示,随着卵的发育,荒漠沙蜥的胚胎代谢率和心率逐渐上升,在孵化后期达到最大;胚胎的心率对孵化温度具有较高的敏感性,随环境温度上升心率显著加快。孵化温度对荒漠沙蜥新生幼体的部分形态学指标有显著影响,26℃下孵化的荒漠沙蜥幼体体型较大。新生幼体的代谢率均比胚胎代谢率高,且不同温度下孵出的幼体其热适应性有较大差异,30℃组孵化出的新生幼体代谢水平最低。我们推测幼体在与孵化温度相同的环境下消耗较少的能量便可保证基本的生理活动需求;相反,个体需要消耗更多的能量才能适应从胚胎到幼体的不同生活史阶段的环境温度变化。     

青海沙蜥种群密度调查的一种新方法

在2002年9月,分别利用洞穴深度法、标志重捕法和洞口计数法对分布在若尔盖草原荒漠中的青海沙蜥(Phrynocephalus vlangalii)的种群密度进行调查,所得的结果分别是190.4、76.8和250.7只.1000 m-2。通过对3种结果的比较与分析,证明洞穴深度法有较高的可靠性,这种方法的理论依据是:沙蜥(Phrynocephalus)是一种变温动物,不能长时间处在温度低于致死低温(-2.5℃)以下的环境中,为了能够成功地度过漫长而寒冷的冬季,它必须居住在深度达到最大冻土层之下的洞穴中。这是沙蜥躲避低温伤害的一种行为机制。该方法可以适用于分布在中国的沙蜥属的其它物种密度调查。     

基于线粒体基因组的沙蜥高海拔适应研究

高海拔地区的物种容易受到低温、低氧、强紫外辐射等极端环境因素的影响。研究这些物种对特殊环境的应对反应,能够为进一步理解适应进化的机制提供重要线索。线粒体是细胞的能量代谢中心,因此线粒体基因组很可能在动物高原适应中起着重要作用。鬣蜥科Agamidae沙蜥属Phrynocephalus物种广泛分布于海拔1000~5300 m范围内,是研究高原适应的良好材料。本研究对2种高海拔沙蜥和6种低海拔沙蜥的线粒体基因组进行了比较研究,检测了可能经历过正选择的蛋白编码基因,探讨了线粒体基因在沙蜥高海拔适应中的作用。结果发现,在不同物种间,高海拔西藏沙蜥Phrynocephalus theobaldi的线粒体基因组中蛋白编码基因的进化速率最快;在不同基因间,ATP8具有最快的进化速率。使用分支-位点模型进行正选择检测,发现ATP8基因在西藏沙蜥中存在明显的正选择信号(P<0.05,ω>1)。通过贝叶斯方法进一步计算每个位点的后验概率,发现在ATP8基因上存在2个正选择位点。这些结果说明ATP8基因可能在西藏沙蜥高海拔适应中起到了重要的作用。但在同为高海拔的青海沙蜥Phrynocephalus vlangalii中,却没有发现类似的正选择信号,这揭示不同物种高海拔适应的分子机制可能不同。     

荒漠沙蜥松果体褪黑激素含量的季节性变化

应用高效液相色谱法(HPLC)-UV检测了不同季节荒漠沙蜥(Phrynocephalus przewalskii)松果体内褪黑激素的含量.结果显示,其高峰值发生在春季,为1 017±209 pg/pineal.低峰值出现在冬季(实验室内冬眠,2～4℃),为355±68.5 pg/pineal,秋季的含量(735±133.7 pg/pineal)高于夏季的含量(597±94.9 pg/pineal).表明荒漠沙蜥松果体褪黑激素含量呈现明显的年周期节律并与光周期和生殖周期的年节律基本相符.     

阿尔泰山前荒漠两种沙蜥体况指数特征及其与生态因子的关系

为明确奇台沙蜥(Phrynocephalus grumgrzimailoi)和旱地沙蜥(P. helioscopus)体况指数的年龄性别特征, 及其与海拔、年均温、年降水量、平均日较差之间的关系, 我们测量了阿勒泰地区84只奇台沙蜥与176只旱地沙蜥的体况数据, 用log体重/log头体长表示体况指数。结果显示: (1)旱地沙蜥与奇台沙蜥间体况指数差异显著。(2)旱地沙蜥体况指数雌雄两性差异不显著, 奇台沙蜥体况指数雌雄两性差异显著。(3)两种蜥蜴成体与亚成体间体况指数均差异明显。(4)以月份为单位, 奇台沙蜥体况指数月份差异明显, 旱地沙蜥体况指数月份差异不明显。(5)年均温对奇台沙蜥体况指数有重要影响, 而年降水量为补充因子, 主要通过与其他生态因子组合发挥作用, 海拔对旱地沙蜥体况指数有影响。这些结果表明两种沙蜥对不同环境因子的反应不同, 在不同环境的适应度也不同。     

内蒙古贺兰山国家级自然保护区荒漠沙蜥春秋季生境选择

为更好的了解及保护荒漠沙蜥(Phrynocephalus przewalskii)资源,于2017年5—6月和9—10月,在内蒙古贺兰山国家级自然保护区采用样线调查法对其春、秋2季的生境选择进行研究。春季测定了92个荒漠沙蜥生境利用样方和64个对照样方、秋季测定了71个荒漠沙蜥生境利用样方和76个对照样方的共13种生态因子。利用拟合优度卡方检验、VanderploegScavia′s选择指数、 Mann-White U检验和逐步判别分析确定影响其春秋季生境选择的关键因子。结果表明,荒漠沙蜥的生境选择存在季节性差异。春季一般选择食物丰富度高,隐蔽性好,光照强,地表温度高、湿度低的生境,既保证安全因素又利于达到最适体温,满足繁殖需求;秋季偏好选择土壤质地疏松,食物丰富度高和中的草甸地区,便于隐蔽及累积食物,以满足其躲避天敌、储存越冬能量的需要。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism