生态系统的多稳态与突变

许多生态系统可能在短时间内发生难以预料的状态突变, 其中一些生态系统突变的机理可以用多稳态理论进行解释。近年来生态系统的多稳态和突变现象及其机理吸引了研究者和管理者的广泛关注。本文重点对生态系统多稳态的理论基础、识别方法及稳态转换发生的早期预警信号进行综述, 并基于典型生态系统过程对现实世界中可能观测到的稳态转换进行实例分析, 最后对多稳态概念框架和理论应用中的潜在争议进行讨论, 以期为非线性生态系统动态的理论研究、管理实践和生物多样性保护等提供参考。     

四种鲤科鱼类对捕食胁迫行为响应的种间比较

为了比较早期捕食胁迫经历和当前环境中存在的捕食者对鱼类行为的影响, 并考查这些影响是否存在种间差异, 研究分别考查了测定环境(有、无捕食者存在)对有、无捕食胁迫经历的鳊(Parabramis pekinensis)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲫(Carassius auratus)和中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)等4种鲤科鱼类探索性、活跃性和勇敢性的影响。结果发现: 早期捕食胁迫经历与当前环境条件对鱼类行为产生截然不同的影响, 且存在较大的种间差异。无捕食胁迫经历的鳊、草鱼和中华倒刺鲃均会对陌生的捕食者乌鳢(Channa argus)做出行为响应, 提示这3种鱼可能对陌生捕食者具有一定的识别能力, 但这种识别与猎物鱼通过捕食胁迫经历获得的识别仍具有一定差距; 具有捕食胁迫经历的鳊和中华倒刺鲃在空白环境中未表现出反捕食行为, 可能是节约能量的一种策略。总体而言, 草鱼对捕食胁迫经历和测定环境处理反应更为敏感, 而中华倒刺鲃的反应则相对保守。但当周围环境中存在捕食者时, 4种鲤科鱼类均会通过维持较高运动状态的方式来应对捕食者。维持这种应激状态可能对猎物鱼保持与捕食者的距离, 并随时保持警惕较为关键。     

骨髓间充质干细胞移植对急性肝功能衰竭大鼠肝再生、炎症反应及转换生长因子-β受体的影响

摘要 目的：探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）移植对急性肝功能衰竭（ALF）大鼠肝再生、炎症反应及转换生长因子-β受体（TGF-βR）的影响。方法：将90只SD级大鼠以随机数表法分成模型组（n=30）、健康组（n=30）及治疗组（n=30）。健康组不予以任何处理,模型组和治疗组大鼠则通过四氯化碳蓖麻油溶液腹腔注射制作ALF大鼠模型,治疗组大鼠取BMSCs通过门静脉注射治疗,模型组则予以等量生理盐水干预。造模后第7 d,比较三组大鼠的肝功能指标水平,炎症反应以及TGF-βR相关指标表达情况,并进行相关性分析。结果：模型组与治疗组大鼠血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）以及总胆红素（TBIL）水平均高于健康组,但治疗组大鼠上述肝功能指标水平低于模型组（均P＜0.05）。模型组与治疗组大鼠血清肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平以及肝组织TNF-α mRNA表达均高于健康组,但治疗组大鼠血清TNF-α水平以及肝组织TNF-α mRNA表达低于模型组（均P＜0.05）。模型组与治疗组大鼠TGF-βR1和TGF-βR2蛋白表达均高于健康组,但治疗组大鼠上述蛋白表达低于模型组（均P＜0.05）。经Spearman相关性分析发现：ALT、AST及TBIL水平与血清TNF-α、TNF-α mRNA及TGF-βR1、TGF-βR2蛋白表达水平均呈正相关关系（均P＜0.05）。结论：BMSCs移植在促进ALF大鼠肝再生方面效果显著,且有效减轻炎症反应、下调TGF-βR1和TGF-βR2表达水平。     

急性捕食风险不能完全限制饥饿 雌性长爪沙鼠的觅食活动

觅食活动是动物生存和繁殖所必需的基本的活动,受个体生理状态（如饥饿）和环境状况（如捕食、食物可利用性）时空变化的影响,能量状态-风险分配假说指出,动物在应对不同风险时会优化觅食和反捕食努力的时间和能量分配。然而,有关啮齿动物觅食决策的能量状态-捕食风险分配假说的研究结论尚不统一。本研究在野外实验室以艾鼬（Mustela eversmannii）气味作为捕食风险刺激源,以非捕食者（马）气味源作为对照,首先通过Y型观测箱检验雌性饥饿长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）对捕食者气味的辨别能力（Wilcoxon 秩检验）;在此基础上通过中立场行为观测箱分别测定饥饿雌鼠在“有食物和天敌气味源”与“有食物和非天敌气味源”环境下的觅食活动,采用Mann-Whitney Z检验比较两者间的行为差异,以验证急性捕食风险限制饥饿沙鼠觅食活动的假设,并探讨动物在饥饿风险与捕食风险共存情况下的觅食行为对策。结果显示,（1）长爪沙鼠对天敌气味反应明显,厌恶和回避有较高潜在捕食风险的空间;（2）虽然觅食潜伏期在捕食风险存在时有所增加,但急性捕食风险并未影响饥饿沙鼠的觅食频次,沙鼠通过缩短每次觅食的持续时间来应对捕食风险;与此同时,（3）饥饿沙鼠在急性捕食风险条件下对环境探究的次数明显增加,一定程度上提高反捕食努力,且自我修饰表现显著,以缓释捕食压力的恐惧效应。这些结果表明,急性捕食风险不能完全抑制饥饿沙鼠的觅食努力,在有捕食风险情况下,饥饿的长爪沙鼠会权衡觅食获取能量和避免捕食的收益和代价,优化觅食策略。本研究结果支持能量状态-风险分配假说关于在短期高风险情况下反捕食努力分配更多,但当动物在饥饿风险持续时间比例显著增加时,动物最终也必须在高风险情况下觅食的预测,也反映了长爪沙鼠对食物资源不可预测及捕食风险高的干旱半干旱荒漠环境的行为适应对策。     

胸窗萤幼虫对灰巴蜗牛的捕食机制初探

本文对胸窗萤Pyrocoelia pectoralis Oliver 4龄幼虫捕食灰巴蜗牛Bradybaena ravida Benson的机制进行了初步探索。通过解剖幼虫消化道进行观察,发现幼虫的食道在与上颚基部骨化结构相连处分为2支,呈Y型结构,分别与2个上颚的中空管道相通;无毒腺结构存在。将幼虫头部及消化道各部分提取液注射到灰巴蜗牛体内后发现中肠提取液对蜗牛的致死效果显著高于头部和消化道其它部分提取液对蜗牛的致死效果(df=68,P<0.05),比较不同浓度中肠提取液对蜗牛致死效果的差异后发现,浓度为5 mg/mL的中肠提取液对蜗牛的致死时间(15.96±4.48)min与幼虫正常捕食的时间(14.47±2.32)min最为相近。     

避难所对七星瓢虫捕食桃蚜功能反应的影响

自然情况下的捕食是以植物为中介发生的。作者采用植物模型作为捕食环境,测试了单纯的物理因素(避难所)对七星瓢虫Coccinella septempunctata L.捕食桃蚜Myzus persicae(Sulzer)的功能反应的影响。结果表明,避难所的存在能造成七星瓢虫捕食量和捕食率极显著下降,对雄虫的影响显著比雌虫强,且在中等猎物密度时影响更为突出。Logistic回归分析发现,七星瓢虫雌虫和雄虫无论避难所是否存在,功能反应类型均为HollingⅡ型。避难所不存在的情况下,雌、雄成虫的圆盘方程分别为N a=1.0259 N0/(1+0.003078 N0)和N a=0.9246 N0/(1+0.002127 N0),避难所存在的情况下,其圆盘方程分别为N a=0.9500 N0/(1+0.00342 N0)和N a=0.6463N0/(1+0.002262 N0)。避难所的存在能导致两性成虫瞬时攻击率极显著下降,但仅雄虫处置时间极显著延长,说明雄虫在环境异质性较高时捕获猎物更困难。     

试论“实验的参观者”角色及转换

提出并分析“实验的参观者”角色及其学习模式的低效性,举例分析将其转化为“实验的设计者”角色的益处。有利于学生领悟科学家提出问题、寻找证据、不断深入解决问题的思路和方法,达成能力培养和知识迁移的教学目标。     

菠萝洁粉蚧天敌调查及香港角毛瓢虫的捕食作用研究

调查发现我国雷州半岛菠萝洁粉蚧Dysmicoccus brevipes的天敌有4科8种,其中香港角毛瓢虫Horniolus hisamatsui Miyatake、丽草蛉Chrysopa formosa Brauer及一种瘿蚊Aphidoletes sp是优势天敌。香港角毛瓢虫Hhisamatsui、细毛小瓢虫Scymnus (Pullus) syoitii Sasaji为广东新记录种。香港角毛瓢虫Hhisamatsui捕食菠萝洁粉蚧的量随猎物密度的增大而增加,且随着龄次的增加而增加,但当猎物密度达到一定程度后,其增长率就随猎物密度的增大逐渐减缓,即捕食量与猎物密度为逆密度制约关系,呈负加速曲线,以Holling(1959）圆盘方程进行模拟的结果是属于Holling-Ⅱ型。香港角毛瓢虫1龄、2龄、3龄、4龄幼虫和成虫对菠萝洁粉蚧2 龄若虫的理论最大捕食量分别为1153头/天、2611头/天、6173头/天、7042头/天、7407头/天。     

布氏田鼠秋季家群数量与捕食风险的关系

2004年9月25日至10月15日,在内蒙古锡林郭勒盟阿巴嘎旗白音图嘎苏木研究了布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)秋季家群数量与来自艾虎(Mustela eversmanni)的捕食风险。布氏田鼠家群数量调查采用标志重捕法和最小已知存活数估计法(即MNA法)确定,而艾虎对布氏田鼠捕食风险的衡量指标采用在研究期间布氏田鼠洞群区新出现的艾虎粪便和挖掘痕迹。研究区面积4 hm2,涉及91个布氏田鼠家群,658只布氏田鼠,其中,17个布氏田鼠家群有新出现的艾虎粪便,5个家群被艾虎掘开。运用非参数的Mann-Whitney U检验进行数据分析,从艾虎遗留的粪便痕迹来看,未出现艾虎粪便的布氏田鼠家群总秩和为1 096,出现艾虎粪便的田鼠洞群秩和为3 090,统计量U=315,校正Z=﹣3.241,校正P=0.001 2;另外,从艾虎掘开的田鼠家群来分析,没有被艾虎挖掘的布氏田鼠家群秩和为3 757,而被艾虎掘开的田鼠家群秩和为429,统计量U=16,校正Z值为﹣3.514,P=0.000 4。两组差异达到极显著水平,表明艾虎对秋季高数量的布氏田鼠家群具有显著的优先访问和攻击偏好,也意味着高数量的布氏田鼠秋季家群具有更高的被艾虎捕食的风险。     

长期冷藏对越冬代异色瓢虫繁殖及子代生长发育和捕食能力的影响

异色瓢虫被认为是一种重要的捕食性天敌,常被用来防治蚜虫、介壳虫、叶螨等害虫。为了更好地开发利用东北地区丰富的越冬代异色瓢虫自然资源,本研究调查了低温冷藏(3℃冷藏0,30,60,90,120,150 d)对吉林采集的越冬代异色瓢虫繁殖及其子代生长发育和捕食能力的影响。研究结果表明,经历90 d冷藏的瓢虫产卵量最大,明显高于冷藏60 d个体的产卵量,与冷藏120 d、150 d及未经冷藏个体的产卵量不存在明显差异;经历不同冷藏期的瓢虫与室内人工饲养种群子代具有相似发育历期(约16.0 d);而且长期冷藏也未对瓢虫子代幼期的捕食能力产生负面影响,冷藏150 d瓢虫的子代在整个幼虫阶段能捕食662.8头蚜虫,与未冷藏个体和人工饲养种群个体不存在明显差异。本研究为开发利用东北地区越冬代异色瓢虫自然资源的生物防治作用提供了理论依据。