新疆开都河流域水生植物多样性及其影响因素

河流是一个连续的、流动的、独特而完整的系统,研究河流生态系统中水生植物的多样性分布格局及其影响因素对河流生态学研究具有重要意义。本文通过野外调查,研究了新疆开都河流域水生植物多样性、主要水生植物群落特征及与环境因子之间的关系,并利用水分-能量动态假说和栖息地异质性假说对该流域水生植物物种多样性的地理格局进行解释。结果表明: 开都河流域共有水生植物71种,隶属于24科39属;聚类分析可将开都河流域水生植物群落划分为10个主要群落类型,其中芦苇群落物种丰富度最高,狭叶香蒲群落和金鱼藻群落物种丰富度最低;流域水生植物群落Shannon指数与pH呈显著负相关,Simpson指数与pH、经度呈显著负相关,与海拔呈显著正相关;流域水生植物群落类型主要受海拔、水深及水温的影响;流域水生植物物种多样性随经纬度无明显变化规律。水分-能量动态假说和栖息地异质性假说共解释开都河流域水生植物多样性格局变量的31.4%,表明这两个假说对于该流域水生植物多样性格局的解释力并不高。     

飞机草入侵种群和原产地种群生长和数量型化学防御物质含量差异的比较研究

增强竞争能力的进化假说认为,在入侵地外来植物逃离了原产地天敌的控制,把原来用于防御的资源分配到生长、生殖等,从而提高竞争力。为探讨进化在恶性外来入侵植物飞机草（Chromolaena odorata）入侵中的作用,在同质种植园中的两个养分条件下比较研究了飞机草原产地和入侵地各8个种群叶片单宁含量,茎和叶片总酚、半纤维素和纤维素含量以及总生物量的差异。结果表明,在两个养分条件下,飞机草入侵种群和原产地种群总生物量差异均不显著,入侵种群茎和叶片半纤维素含量均低于原产地种群;在高养分条件下,飞机草入侵种群叶片纤维素含量低于原产地种群;在低养分条件下,入侵种群茎和叶片总酚含量高于原产地种群。由此,我们得出结论：在入侵地,飞机草未发生加快生长的进化,但数量型化学防御物质发生了遗传变化;降低的半纤维素和纤维素含量可能是对入侵地专性天敌缺乏做出进化响应的结果,提高的总酚含量有利于飞机草防御入侵地的广谱天敌。     

鸟类磁感受的生物物理机制研究进展

行为学实验表明,许多鸟类能够感受到地磁信息,并利用地磁信息完成迁徙或归巢。地磁场信息能提供可靠导航信息,磁力线可提供罗盘信息,而磁场强度和倾角可提供位置信息。文章介绍了鸟类磁感受机制的两种重要假说——基于磁铁矿的磁感受假说和化学磁感受假说,阐明了两种假说的理论原理及实验证据,对地磁信息传导神经通路与处理脑区做了评述,并展望了其发展方向。     

筛管内同化物运输所需压力梯度的流体动力学模拟实验

本文根据流体力学的相似原理,进行了同化物在筛管中的压力流动模拟实验,测出了压力梯度与筛孔直径、传导速度间的关系曲线,并与按 Poiseuille 公式计算出的理论值进行比较。结果证明,同化物传导所需的压力梯度与速度呈线性关系,与 Poiseuille 公式一致。但是,筛板对传导的阻力大大超过以往的理论估计。即使在正常的传导速度和典型的筛管尺寸下,流动所需的压力梯度为1 bar/m 左右。随着筛孔直径的减小,压力梯度大大增加。在本实验的五种筛孔直径下,压力梯度的实测值与按 Poiseuille 公式计算的理论值之比约为2—4。本文还进行了筛孔部分堵塞的模拟实验,测出的压力梯度远超过在植物体内可能存在的范围。     

基于功能性状多维性理解外来物种入侵的达尔文归化难题

达尔文归化难题是进行外来物种入侵预测的重要理论依据,然而,达尔文归化假说和预适应假说却预测了2种截然不同的结果。事实上,达尔文归化难题争论的焦点是物种间的差异性还是相似性促进了外来物种的成功入侵,究其原因可能是忽略了功能性状的多维性。所谓功能性状的多维性,就是不同的功能性状可能代表着不同的生态功能轴,外来物种的入侵是多个维度上不同生态过程的综合结果。本研究以现代物种共存理论为基础,构建了一个基于环境过滤和适合度差异2个维度的入侵预测模型框架,不同维度对应着不同的功能性状以及不同的种间相似性关系。该预测模型表明,在环境过滤维度上与本地物种性状趋同,同时,在适合度维度上与本地物种性状趋异的外来物种是潜在的入侵物种,而其危害程度主要取决于本地群落的构建过程。该模型框架可为外来物种入侵预警提供理论依据,也可为生物多样性保护、外来物种的防治与管理等提供实践指导。     

小鼠小肠四种消化酶活力的胎后发育模式

为明确晚成型小鼠胎后发育肠道消化酶活力的建立过程和发育模式,探讨其与适应性调节假说的关系,测定了从出生后至27日龄小鼠小肠前、中、后段的乳糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶和氨基肽酶的酶活力。结果发现单位组织酶活力方面,乳糖酶活力先增后降,小肠前段在9日龄而中后段在12日龄达到最高,至27日龄时仅中段有微弱的酶活力;蔗糖酶活力12日龄始出现,前段和后段自15日龄迅速升高,至18日龄达最高,但随后显著降低,而中段在15日龄后持续升高至21日龄达到最高,此后维持在较高水平;麦芽糖酶出生时已具有活力,但在15日龄前维持较低水平,此后迅速升高,前后段在18日龄,中段在21日龄达到峰值,此后下降;小肠前段的氨基肽酶活力出生后至27日龄持续下降,而后段和中段从出生到断乳前则持续升高,断乳后略有下降。除乳糖酶总酶活力先增后降,在15日龄达峰值外,其余3种酶的总酶活力均持续增加。在小肠不同位置4种酶活力的分布具有显著差异,且日龄对不同位置酶活力的影响趋势不同。总之,小鼠小肠4种消化酶的酶活力随时间的变化能够与其食物转变的消化需求相匹配,部分地支持适应性调节假说。     

应用非序列联配方法对哺乳动物系统发育关系的探讨

非序列联配的序列分析方法,将序列中特定寡聚核苷酸的kmer统计频率作为特征,在序列间按特征进行比较和分析。这种方法综合考虑了所有变异类型对序列整体特征的影响,因而在组学数据分析上有独特的优势。但是,这类方法在复杂多细胞生物基因组系统发育中的适用性仍然有待检验。在本文中,我们使用基于非序列联配方法的CVTree软件,以45种哺乳动物的蛋白质组数据建立了系统发育关系NJ树,并据此探讨了哺乳动物系统发育的若干问题。在广受关注的真兽下纲四个总目的关系问题上,CVTree支持形态学的普遍结论即上兽类(Epitheria)假说。这与基于序列联配方法支持的外非洲胎盘类(Exafro-placentalia )假说不同。在哺乳动物内部目的层次上,CVTree树的结论与分子和形态所普遍接受的系统发育关系基本一致。但是在目的内部,CVTree树会有较多的差异。研究结果初步显示非序列联配方法在使用复杂多细胞生物的组学数据进行系统发育关系分析中的可行性。对非序列联配方法自身的改进及其与传统基于取代的序列联配方法之间的比较仍有待深入研究。     

生态学假说试验验证的原假说困境

试验方法是生态学假说的主要验证方法之一,但也存在由原假说引发的质疑.Quinn和Dunham(1983)通过对Platt(1964)的假说-演绎模型进行分析,主张生态学不可能存在可以严格被试验验证的原假说.Fisher的证伪主义与Neyman-Pearson(N-P)的非判决性使得统计学原假说不能被严格验证;而生态过程中存在的不同于经典物理学的原假说H₀(α=1,β=0)与不同的备假说H₁′(α′=1,β′=0)的情况,使得生态学原假说也很难得到严格的实验验证.通过降低P值、谨慎选择原假说、对非原假说采取非中心化和双侧验证可分别缓解上述的原假说困境.但统计学的原假说显著性验证(NHST)不应等同于生态学假说中有关因果关系的逻辑证明方法.因此,现有大量基于NHST的生态学假说的方法研究和试验验证的结果与结论都不是绝对的逻辑可靠的.     

重庆中梁山不同石漠化生境中石生南亚毛灰藓斑块的空间分布格局

基于重庆市中梁山喀斯特(Karst)地区3种不同石漠化生境(潜在石漠化、轻度石漠化和中度石漠化)中0.75 hm2样地的数据,以石生南亚毛灰藓(Homomallium simlaense)的3种斑块(小斑块、中斑块和大斑块)为研究对象,运用点格局O-ring的单变量和双变量统计方法对斑块空间格局以及斑块间的关联性进行生态学特性与形成过程分析,取得以下结果。(1)南亚毛灰藓总斑块数量关系为轻度石漠化潜在石漠化中度石漠化;在3种石漠化生境中,各种类型的斑块均呈现出小斑块中斑块大斑块的数量变化。(2)小斑块和中斑块在小尺度上主要为聚集分布,其它尺度上为随机分布;大斑块在整个尺度上都呈随机分布。(3)中斑块与小斑块在3种生境中均在小尺度上有显著的关联性;大斑块与中斑块仅在潜在石漠化生境中的小尺度上有关联性,其它斑块间在不同生境与尺度上均无关联性。(4)环境因子中坡度和石缝数对斑块的分布起很大作用,但是相对湿度是影响分布的主要因子。(5)在相对湿度和郁闭度胁迫方面,小斑块和中斑块随环境胁迫增大而趋于聚集分布。研究结果表明,苔藓斑块大小及其分布式样在石漠化地区裸露岩石的生态恢复中具有重要指示意义。     

小型哺乳动物种群周期性波动的自我调节假说

种群调节是种群生态学的一个核心问题。文章主要阐述了小型哺乳动物种群在其低数量期自我调节的4 种可能假说和相关的实验证据。其中, 有关衰老—母体效应假说近年已受到普遍重视, 而支持多态行为假说、社会生物学假说和远交假说的证据较少, 尚需更多的实验来加以验证。衰老—母体效应假说是在应激假说的基础上发展而成的。该假说认为, 母体质量会在整个高峰期的动物中发生改变, 并能够延续到衰减期和低数量期。在低数量期, 种群内的老年个体增多, 导致它们不能维持内分泌的自稳态, 可能通过影响后代的存活和生殖而维持低数量, 进而起到调节种群周期的作用。针对国际上研究的发展趋势, 我们还对未来的研究方向提出了一些建议。