不同光周期對(duì)大絨鼠身體組成和消化道形態(tài)的影響

張海姬+梅麗+侯東敏+諶立新+王政昆+朱萬(wàn)龍

摘要：動(dòng)物的生命活動(dòng)與光照周期息息相關(guān)，為了闡明光照對(duì)于橫斷山區(qū)特有種大絨鼠（Eothenomys miletus）的身體組成和消化道形態(tài)的影響。將兩組動(dòng)物分別在長(zhǎng)光照和短光照條件下馴化28 d，分別測(cè)定了動(dòng)物的體重、身體組成，消化道器官鮮重及干重和消化道長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：馴化后體重、肝臟重量、小腸與盲腸重量等指標(biāo)均為短光照組低于長(zhǎng)光照組。以上結(jié)果說(shuō)明短光照可以降低大絨鼠的體重，而短光組條件下大絨鼠體重的下降可能和其身體組成和消化道形態(tài)變化有關(guān)。

關(guān)鍵詞：大絨鼠；光照；身體組成；消化道形態(tài)

中圖分類號(hào)：Q95

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2017）14-0157-03

1 引言

光照周期的季節(jié)性變化作為重要的環(huán)境因子之一，對(duì)某些小型哺乳動(dòng)物的形態(tài)和生理等特性的影響很大[1]。光是包括人在內(nèi)的眾多生物生存所必需的，許多生物體通過(guò)光感受器感受光線明暗的變化，并由此產(chǎn)生多種生命現(xiàn)象[2]。在由季節(jié)變化引起的環(huán)境其他因子的變化中，光周期是最為直接表現(xiàn)出晝夜節(jié)律和季節(jié)變化特征的因素之一[3]，是預(yù)測(cè)生物季節(jié)生理變化的一個(gè)最主要的環(huán)境因子[4]。目前，許多解剖學(xué)研究表明，脊椎動(dòng)物具有明顯的表型可塑性，以應(yīng)對(duì)外界生態(tài)環(huán)境以及自身生理狀態(tài)的變化[5]。

橫斷山特有的地質(zhì)地貌等條件的地帶性及非地帶性變化，可能會(huì)使棲居在該地區(qū)的小型哺乳動(dòng)物具有某些特殊的生理生態(tài)適應(yīng)特征。大絨鼠（Eothenomys miletus）廣泛分布于我國(guó)云南的橫斷山中部地區(qū)，是橫斷山地區(qū)的固有類群及典型代表[6]，多在夜間活動(dòng)，營(yíng)地在表淺層洞道，以鮮嫩的漿汁植物、草的根莖為主要食物[7]。本研究主要測(cè)定了不同光周期條件下大絨鼠的身體組成和消化道形態(tài)的變化，為該物種的生理生態(tài)適應(yīng)機(jī)制的研究提供一些基礎(chǔ)材料。

2 材料方法

2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

大絨鼠主要分布于橫斷山脈及附近，而本次實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大絨鼠捕自云南省西北部德欽縣，地處橫斷山脈腹地。海拔在1800～2400 m，年平均氣溫為4.7℃，東經(jīng)跨度98°3′56″～99°32′20″，北緯跨度27°33′44″～29°15′2″。德欽縣屬寒溫帶山地季風(fēng)性氣候，受海拔影響較大，隨海拔的升高，氣溫降低，多數(shù)地區(qū)四季不分明，冬長(zhǎng)夏短，干濕分明，此次采樣地點(diǎn)分布于金沙江沿岸灌木叢中。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物捕回后放置于云南師范大學(xué)動(dòng)物飼養(yǎng)房白色半透明塑料盒內(nèi)（每盒放1只動(dòng)物，盒內(nèi)無(wú)巢料）飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在飼養(yǎng)房適應(yīng)兩周后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為兩組：短光照組光照時(shí)間為8L：16D，長(zhǎng)光照組光照時(shí)間為16L： 8D，馴化溫度為25±1℃，馴化時(shí)間28 d，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在馴化期間可以自由取食和飲水。實(shí)驗(yàn)前兩組動(dòng)物體重差異不顯著（t=0.166， P=0.872）。

2.2 形態(tài)測(cè)定

實(shí)驗(yàn)持續(xù)28d后將動(dòng)物斷頸處死，稱重，解剖，分別取出心、肝、脾、肺、腎、大腸、小腸、盲腸、胃分別稱量鮮重，大腸、小腸、盲腸、胃均平展開(kāi)但不拉伸，用精密直尺（精確至1 mm）測(cè)量長(zhǎng)度，之后縱剖各消化器官并用生理鹽水充分沖洗內(nèi)容物后用濾紙吸干水分并稱量去內(nèi)容物重。心、肝、脾、肺、腎和去內(nèi)容物后的大腸、小腸、盲腸、胃放在錫箔紙上，放于電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，設(shè)置為60℃下烘干24 h后稱重[8]。

2.3 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件分析包進(jìn)行分析。所有數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。不同光照條件下的各種參數(shù)的差異均采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，其中P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

3 結(jié)果

3.1 體重及身體組成

長(zhǎng)光照和短光照馴化實(shí)驗(yàn)對(duì)大絨鼠體重和身體組成的對(duì)比結(jié)果如表1所示，從測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出光照時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)體重的影響差異顯著（t=-2.362， P<0.05），肝臟濕重影響差異顯著（t=-2.527， P<0.05），其余臟器濕重與干重均差異不顯著（P>0.05）。

3.2 消化道形態(tài)

光照時(shí)間長(zhǎng)短馴化實(shí)驗(yàn)對(duì)大絨鼠消化道長(zhǎng)度的影響如表2所示，光照對(duì)于大絨鼠的消化道長(zhǎng)短變化影響均差異不顯著（P>0.05）。

長(zhǎng)光照和短光照馴化實(shí)驗(yàn)對(duì)大絨鼠的消化器官重量的影響如表3所示，光照時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)小腸含內(nèi)容物重影響差異顯著（t=-2.600， P<0.05），盲腸干重差異極顯著（t=-3.703， P<0.01），其余消化器官差異不顯著（P>0.05）。

4 討論

因光周期的季節(jié)性變化，動(dòng)物的晝夜節(jié)律及季節(jié)節(jié)律也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，且在生理等方面進(jìn)行相應(yīng)的變化適應(yīng)[9]，而動(dòng)物的這種根據(jù)環(huán)境節(jié)律變化而發(fā)生生理變化的能力對(duì)生物個(gè)體來(lái)說(shuō)是一種重要的適應(yīng)特征[10]。體重的變化是動(dòng)物對(duì)外界環(huán)境變化所做出的最直觀的生理反應(yīng)，隨著環(huán)境條件和馴化條件的改變，動(dòng)物的體重也會(huì)隨之發(fā)生變化[11]。趙志軍等關(guān)于布氏田鼠的研究結(jié)果也表明：短光照下動(dòng)物的體重降低，可減少用于維持體重的能量消耗，是其適應(yīng)環(huán)境變化的主要生存策略[1]。在本實(shí)驗(yàn)中，馴化實(shí)驗(yàn)后大絨鼠的體重差異極顯著，短光照組的體重顯著低于長(zhǎng)光照組的體重，這可能與肝臟重、小腸重及盲腸干重下降有關(guān)。而德欽地處橫斷山地區(qū)，橫斷山脈位于溫帶地區(qū)，特殊的地形地貌及氣候條件使得生活在該地區(qū)的動(dòng)物與之相適應(yīng)，棲息于其中的動(dòng)物體重也會(huì)表現(xiàn)出明顯的可塑性變化[12]。冬季光照時(shí)間較夏季短，而在沐遠(yuǎn)等的研究中，橫斷山地區(qū)冬季大絨鼠的體重比夏季輕[13]，與本實(shí)驗(yàn)趨勢(shì)相同。

肝臟是動(dòng)物重要的代謝器官，具有多種生理功能[14]。肝臟是動(dòng)物重要的產(chǎn)熱器官，肝臟重量的差異，表明動(dòng)物產(chǎn)熱能力不同，這樣對(duì)環(huán)境的生理生態(tài)適應(yīng)能力也不相同[14]。冬季光照時(shí)間較夏季短，楊再學(xué)等的研究顯示黑線姬鼠肝臟重量夏季較高，冬季最低[14]。朱萬(wàn)龍等的研究表明大絨鼠的各器官重量均在6月份最大[15]。本實(shí)驗(yàn)中馴化后肝臟濕重差異顯著，短光照馴化組的肝臟濕重顯著低于長(zhǎng)光照組。這可能說(shuō)明大絨鼠對(duì)于不同光周期體重調(diào)節(jié)是不一樣的，短光照可能意味著冬季的來(lái)臨，而本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大絨鼠采集地為德欽，該地區(qū)到了冬季食物匱乏，大絨鼠在該條件下需要降低體重來(lái)減少自身的絕對(duì)能耗。同時(shí)肝臟在產(chǎn)熱中起著非常重要的作用，但是該地區(qū)由于冬季的食物資源較差，大絨鼠可能通過(guò)適當(dāng)?shù)慕档透闻K的重量來(lái)適應(yīng)這一環(huán)境條件。但是并不是說(shuō)該地區(qū)的大絨鼠會(huì)在冬季降低產(chǎn)熱，大絨鼠可能通過(guò)增加肝臟的酶的活力，同樣可以增加在冬季的產(chǎn)熱能力。

小腸是食物消化和營(yíng)養(yǎng)吸收的主要場(chǎng)所，其變化往往反映了動(dòng)物對(duì)能量的需求，隨能量需求的增加（如處于繁殖、低溫時(shí)），小腸的反應(yīng)最為劇烈[16]。作為食物消化吸收的場(chǎng)所，動(dòng)物消化道形態(tài)結(jié)構(gòu)與食性、食物質(zhì)量及能量需求等密切相關(guān)，許多研究表明，消化道形態(tài)的改變?cè)趧?dòng)物適應(yīng)能量消耗增加或食物質(zhì)量降低等方面占重要的地位[17]。本實(shí)驗(yàn)中小腸含內(nèi)容物重差異顯著，短光照馴化組的小腸含內(nèi)容物重顯著低于長(zhǎng)光照組。盲腸是纖維素的發(fā)酵部位，主要反映食物質(zhì)量的變化。當(dāng)食物中纖維素含量高或低溫馴化時(shí)，盲腸增大[18]。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，許多小型哺乳動(dòng)物可以通過(guò)調(diào)節(jié)消化道來(lái)適應(yīng)食物質(zhì)量的變化，如加快食物周轉(zhuǎn)速率、改變消化道容積等[19]。本實(shí)驗(yàn)中盲腸干重差異極顯著，短光照馴化組的盲腸干重極顯著低于長(zhǎng)光照組。大絨鼠小腸和盲腸在不同光周期條件下的變化說(shuō)明大絨鼠在短光條件下，由于冬季食物資源的降低，大絨鼠沒(méi)有足夠的食物攝取，因此小腸的內(nèi)容物重降低。冬季食物的不足也可以導(dǎo)致大絨鼠盲腸重量的降低，因?yàn)榇蠼q鼠在食物不足的情況下生存，必要降低某些能量攝入器官的重量。而在實(shí)驗(yàn)室條件下食物質(zhì)量較野外較好，纖維素含量較低，這也是盲腸的干重在短光條件下降低的原因之一。

綜上所述，光照對(duì)于大絨鼠的身體組成和消化道形態(tài)具有影響，可以降低大絨鼠的體重、肝臟重量和消化道重量。大絨鼠的體重降低是和其身體組成和消化道形態(tài)的變化有關(guān)。

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