旱地沙蜥三个地理种群形态变异与两性异形——Bergmann法则、Allen法则和Rensch法则的检验

环境对动物体型和暴露附器大小的影响已有大量研究,但对两性异形的影响研究尚不多见,本文研究了旱地沙蜥Phrynocephalus helioscopus 3个地理种群形态的两性异形和地理变异,综合了Bergmann法则、Allen法则和Rensch法则分析其体型、四肢和尾部大小的变化规律。结果表明,伊宁和塔城种群的雌、雄亚成体体型差异无统计学意义(P0.05),北屯市雄性体型显著大于雌性(P0.05);伊宁和北屯种群的雌性成体体型均显著大于雄性(P0.05),但塔城地区两性体型差异无统计学意义(P0.05)。协方差分析结果表明,亚成体两性间只有塔城地区的雄性前肢长显著大于雌性(P0.05);3个地区雄性成体均具有较大的后肢和尾部(P0.01),伊宁市雌性具有较长的前肢(P0.05),塔城和北屯市两性前肢长差异均无统计学意义(P0.05),3个地区旱地沙蜥的体型呈反Bergmann法则的现象;四肢和尾部的大小遵循Allen法则;体型、前肢长、后肢长和尾长不遵循Rensch法则。旱地沙蜥3个地理种群受弥散性的自然选择压力比定向性的繁殖力选择和性选择的作用更强。     

青海高原两种沙蜥mtDNA的渐渗杂交

青海沙蜥和贵德沙蜥在共和沙珠玉地区重叠分布,形态和遗传显著不同。线粒体基因序列分析说明在重叠区两种蜥蜴mtDNA基因相互渗透。重叠区19个青海沙蜥个体中有1个具有贵德沙蜥线粒体基因型,但形态与青海沙蜥相似。6个贵德沙蜥个体中有1个具有青海沙蜥线粒体基因型,形态与贵德沙蜥相似。两种沙蜥在该地区的基因流动可能发生在共和古湖的退缩消失后次级相遇形成的。分子钟推测杂交发生的时间大约在19至16万年前,与古湖的消失时间(15万年前)相符。     

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。     

长白山溪流河岸带森林木本植物多样性沿海拔梯度分布规律

采用样带网格调查方法和α、β多样性指数分析方法,研究了长白山河岸带原始林和次生林群落木本植物多样性沿海拔梯度分布规律及其对采伐干扰的响应.结果表明：不同海拔区域河岸带原始林群落均由11～13个树种组成,其在群落中的地位随海拔升高而发生变化,阔叶树种优势地位逐步被针叶树种所取代,采伐干扰不仅改变了群落树种丰富度及其在群落中的地位,而且使针叶树种取代阔叶树种的趋势有所增强;河岸带原始林群落物种多样性沿海拔梯度呈现出中、低海拔区域相对较高且比较恒定(2.454～2.544),高海拔区域(2.250)下降的分布规律,采伐干扰改变了其沿海拔梯度分布格局(波动型),加大了不同海拔区域群落间的波动性(2.174～2.692);河岸带原始林群落树种沿海拔梯度的变动速率相对较低(1.5～3.5),且群落相似性较高(0.85～0.94),采伐干扰使次生林群落树种沿海拔梯度的变动幅度增大(0.5～6.0),群落相似性下降(0.68～0.91),但次生林群落沿海拔梯度分布仍具有较高连续性.     

Environmental pressure rather than ongoing hybridization is responsible for an altitudinal cline in the morphologies of two oaks

在相关类群之间的接触区,表型变异可能源于遗传和/或环境梯度。本研究旨在阐明两种栎属植物[Quercus crispula (QCC)和 Q. mongolicoides (QCM)],在其接触区沿海拔梯度形成叶片形态表型变异的原因。对于源自接触区48个个体和QCC和QCM的每个参照 种群24个个体样本,我们测定其6种叶片形态特征,同时记录13个核微卫星位点的基因型。我们通过构建模型解释表型变异(叶片形态)与环境(海拔)和遗传(参照种群世系)梯度的关系。研究结果表明,形态和遗传标记均能较好地区分参照种群中的两个品种。我们能够确认形态和遗传标记的作用。接触区种群内的个体具有略偏向QCM分支的中间世系,其形态分布与参照种群中两个变种的形态分布重叠。海拔会显著影响叶片形态性状,而遗传对叶片形态性状无显著影响。接触区种群的世系和种间杂合性分布与F₂或后代杂交种中的分布相似。这些结果表明,在两种栎属植物QCC和QCM之间的接触区,并没有发生杂交,但环境压力通过表型可塑性和/或功能基因的变异,导致了其在形态性状上的海拔梯度效应。     

祁连山优势树木碳水化合物资源分配的海拔和树种效应

海拔梯度造成的温度、水分和土壤肥力等环境异质性会影响树木的生长, 但是不同树木的生理差异也决定了树木资源分配权衡还存在很多不确定性。为探明祁连山地区青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Juniperus przewalskii)非结构碳水化合物(NSC)含量的海拔和树种效应差异, 该研究以祁连山两个优势针叶树种青海云杉和祁连圆柏为研究对象, 分别设置了高海拔(3 300 m)和低海拔(2 850 m)两个采样高度, 采用t检验和多因素方差分析比较了不同海拔两个树种NSC及其组分(可溶性糖、淀粉)含量的差异, 分析叶、树干、粗根和细根间的NSC及其组分含量的资源分配权衡特征, 明晰不同海拔青海云杉和祁连圆柏生长限制因素和生理生态适应机理。结果表明: (1)低海拔青海云杉整株和各器官NSC及其组分含量均显著高于高海拔青海云杉; 而低海拔祁连圆柏整株和各器官NSC及其组分含量均显著低于高海拔祁连圆柏; (2)不同海拔两个优势针叶树种可溶性糖主要投资在叶, 而淀粉主要投资在粗根和树干; (3)高海拔青海云杉的可溶性糖与淀粉的比值显著高于低海拔青海云杉, 说明高海拔青海云杉将更多的碳用于生长, 而低海拔青海云杉将更多的碳用于储存; (4)海拔、树种、器官以及它们的交互作用显著地影响NSC及其组分含量及可溶性糖:淀粉, 其中树种分别解释了NSC、淀粉总变异的38%和37%; 器官分别解释了可溶性糖、可溶性糖:淀粉总变异的68%和42%。该研究结果阐明了不同海拔青海云杉和祁连圆柏的生长限制因素及其资源分配权衡, 为理解不同海拔和不同树种的生态适应机理以及祁连山森林生态系统的保护提供了科学参考。     

青海沙蜥的两性异型和雌性繁殖

作者研究了青海沙蜥(Phrynocephalus vlangalii)形态特征的两性异形和雌体繁殖特征。蜥蜴于2005年5月初捕自西宁以西约150km的倒淌河,被检形态特征包括体色、体长、腹长、尾长、头长和头宽,新排卵雌体维持在实验室梯度热环境中直至产仔。成体两性异形显著,而性未成熟个体缺乏两性异形。最大的成年雄体和雌体分别为70.2mmSVL(snout-vent length)和82.8mmSVL。雄性成体具有相对较大的头长、头宽和尾长,雌性成体SVL大于雄体且具有相对较大的腹长。对4个形态特征进行主成分分析(特征值≥0.5)区分出2个主成分,共解释83.9%的两性相关形态特征的变异。去除SVL差异的影响后,尾长、头长和头宽在第一主成分有较高的正负载系数(解释57.8%的变异),腹长在第二主成分有较高的负负载系数(解释26.1%的变异)。实验室梯度热环境下的雌体于6月下旬至7月中旬产单窝、2-6个后代。窝仔数和窝仔重与母体SVL呈正相关,幼仔重与母体SVL无关。未在青海沙蜥中检测到后代数量与大小之间的权衡。     

红棕杜鹃不同海拔种群的表型多样性研究

为了揭示高山杜鹃群体在不同海拔梯度上的表型变异程度和变异规律,以云南轿子山国家级自然保护区天然分布的5个海拔梯度红棕杜鹃种群为研究对象,通过对其12个性状的测量,分析不同海拔梯度下红棕杜鹃种群的表型多样性。结果表明:(1)调查的12个性状中5个存在显著差异,占总表型性状的41.67%;各性状变异系数(CV)的大小分布在8.51%~34.32%之间;相对极差(R′)分布在38.04%~100%之间,低海拔种群(P1和P2)的表型性状变异丰富、极端变异高,而中、高海拔种群(P3、P4、P5)的表型性状变异和极端变异程度较低。(2)Shannon-Weaver多样性指数分析表明,轿子山红棕杜鹃不同海拔种群存在丰富的表型多样性,5个海拔种群的平均表型多样性指数为2.453 4,12个表型性状的平均多样性指数为4.076 3。(3)相关性分析表明,花序宽和花柄长与海拔呈显著负相关,其它性状与海拔相关性并不显著。(4)聚类分析表明,红棕杜鹃不同海拔种群可以聚为明显的2支。研究认为,轿子山自然保护区红棕杜鹃不同海拔种群的环境异质性是影响其表型变异的主要因素。     

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.     

阿尔卑斯山黄花茅(Anthoxanthum alpinum)沿海拔梯度的基因频率分布

在瑞士阿尔卑斯山的2个定点样地,黄花茅从森林线（海拔1700 m）到山顶（海拔2830 m）呈连续分布。在海拔梯度样带的最高和最低定样场所间的垂直距离差不多为1000 m,但2个定样场所间相距仅仅1.4 km。在所研究的3个海拔梯度样带中,3个同工酶位点（Px_1, Got_2和 Mdh_1）被观察到有统计意义的倾群变异。研究结果显示：沿海拔梯度样带的亚居群间的基因流可能太弱不足以克服自然选择的影响,后者促使对局部环境的适应。在这种情况下,温度因子至少可能作为一种主要的自然选择力起作用。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

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.