謝惠春 羅巧玉 陳 志 馬永貴
(青藏高原藥用動植物資源青海省重點實驗室,青海師范大學(xué),西寧,810008)
高原鼠兔繁殖季節(jié)血液指標(biāo)、血氣及性激素變化
謝惠春 羅巧玉 陳 志 馬永貴*
(青藏高原藥用動植物資源青海省重點實驗室,青海師范大學(xué),西寧,810008)
稿件運行過程
高原鼠兔; 繁殖季節(jié); 血常規(guī); 血氣分析; 性激素
青藏高原年平均氣溫為-4~-8 ℃,平均氣壓約500 mmHg左右,日平均氣溫低于0 ℃的天數(shù)在海拔2 000~4 000 m的區(qū)域為4~6個月。同時伴隨著海拔高度每垂直上升100 m,年平均氣溫降低0.57 ℃[1]。
高原鼠兔(Ochotonacurzoniae),兔形目(Lagomorpha)鼠兔科(Ochotonidae),成體高原鼠兔體長10~15 cm,平均體重150~200 g,嘴唇似兔,耳朵似鼠,尾巴短小,軀背毛色呈棕色或黃褐色,腹部毛色呈淡灰色,是一種世代生活在青藏高原海拔3 200~5 200 m地區(qū)的特有植食性小哺乳類土著動物[2]。基于高原鼠兔化石的研究發(fā)現(xiàn),高原-鼠兔是見證冰川時代的生物之一,說明高原鼠兔在青藏高原生活距今約3 700萬年[3]。作為青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵物種,高原鼠兔對于維持其棲息地生物多樣性的穩(wěn)定具有不可或缺的作用[4]。多年來研究人員對高原鼠兔的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)[5]、防治技術(shù)[6]、低氧適應(yīng)[7-9]、繁殖力[10]等方面有較多的研究。本研究從動態(tài)的角度研究高原鼠兔在其生境地繁殖季節(jié)前后血常規(guī)、血氣和性激素的變化,并與繁殖期間的各種行為模式相關(guān)聯(lián),探討鼠兔繁殖策略對環(huán)境及行為的響應(yīng)。為揭示高原鼠兔種群調(diào)節(jié)機制,確定種群數(shù)量的變動規(guī)律等提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。
1.1實驗地自然環(huán)境
實驗地位于青海省海北自治州祁連縣野牛溝鄉(xiāng)達(dá)玉村(E 99°16′,N 38°42′,海拔3 960 m),該地區(qū)暖季時間短,5月底氣溫逐漸升高,為植被返青期;8月初氣溫逐漸降低,植被開始枯黃,季節(jié)周期短,為典型高原山地;年降水量371.4 mm左右,年降水日數(shù)達(dá)到123.4 d,年蒸發(fā)量1 703 mm左右,1月降水量最低,7月降水量最多,屬干旱或半干旱氣候[11];大風(fēng)天氣較多,據(jù)記載一年中最多大風(fēng)天數(shù)為134 d,最大風(fēng)速達(dá)39 m/s[12],整體氣候條件惡劣。
1.2實驗動物
2014年5~10月間,每月中下旬于試驗地捕獲高原鼠兔,雌雄各20只以上,并以隨機捕獲未受孕雌性數(shù)目至20為基線,分離出隨機獲得的孕鼠,期間在試驗地共捕獲、解剖高原鼠兔332只。捕獲后,將其飼于動物飼養(yǎng)箱內(nèi),飼以生境青草(矮生嵩草(Kobresiahumilis)、高山嵩草(Kobresiapygmaea)、早熟禾(Poaspp.)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)等),生境適應(yīng)3 d,每日進(jìn)行至少3次適應(yīng)性抓捕訓(xùn)練,以減小實驗時應(yīng)激反應(yīng),消除人為誤差。捕捉3 d后進(jìn)行實驗。將高原鼠兔稱重,按照1 mL/100 g腹腔注射25%烏拉坦生理鹽水溶液,待其麻醉,穩(wěn)定10 min后采血,頸靜脈和頸動脈血氣、紅細(xì)胞數(shù)目和紅細(xì)胞壓積在野外現(xiàn)場測定;高速離心機離心血漿,并采集血樣,置于液氮中帶回青海師范大學(xué)實驗室用于測定激素含量和血紅蛋白濃度。
1.3儀器和試劑
Thermo Electron A13紅細(xì)胞比容離心機(法國),i-STAT Corp雅培手掌血氣分析儀(美國),i-STAT Corp EG7+血氣測試電極片(美國),TGL-16B飛鴿高速離心機(上海),BIO-RAD X-mark酶標(biāo)儀(美國),MB100-4P 微孔板孵育器(美國),UV-1800島津分光光度計(日本),Leica光學(xué)顯微鏡(日本),Hayem紅細(xì)胞稀釋液(1.0 g NaCl,5.0 g Na2SO2,0.5 g HgCl2,雙蒸水加至200 mL),文-齊氏液(0.05 g KCN,0.20 g K3Fe(CN)6,0.14 g KH2PO4(無水),1.0 mL Triton X-100,1 000 mL超純水,調(diào)節(jié)pH到7.0~7.4),睪酮ELISA試劑盒、雌二醇ELISA試劑盒、甲狀腺T4激素 ELISA試劑盒均購自上??婆d生物試劑公司。
1.4試驗方法
1.4.1體重稱量
為保證體重稱量結(jié)果的準(zhǔn)確性與可比性,解剖前日晚上不再對高原鼠兔進(jìn)行喂食,于解剖當(dāng)日清晨空腹測量體重。去除亞成體和與大多數(shù)體重有明顯差異的鼠兔。
1.4.2高原鼠兔成體的繁殖指數(shù)
以每月隨機捕獲未受孕成體雌鼠20只為基線,將捕獲雌性中懷孕個體單獨分離,記錄數(shù)目,計算高原鼠兔不同月份繁殖指數(shù)(懷孕率)=懷孕個體/(20只未受孕雌鼠+懷孕個體)×100 %。
1.4.3動靜脈血血氣測定
高原鼠兔稱重后,按照1 mL/100 g腹腔注射25%烏拉坦生理鹽水溶液,待其深度麻醉呼吸穩(wěn)定后,剪去頸部毛發(fā),剝離頸總動脈和頸總靜脈,利用肝素鈉注射器進(jìn)行頸靜脈、頸動脈采血各約0.2 mL,去掉注射器針頭最外端的一滴血,快速將剩余血注入EG7+電極片中,置于i-STAT血氣儀進(jìn)行檢測。
1.4.4血液常規(guī)指標(biāo)測定
1.4.4.1紅細(xì)胞(RBC)數(shù)目
取Hayem紅細(xì)胞稀釋液2 mL置于小試管中,用微量采血管采血10 μL,擦去管外的血,輕吹入試管底部,清洗吸管2~3次,立即混勻。充入紅細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)室,靜置5 min,高倍鏡下計數(shù)。
1.4.4.2血紅蛋白(Hb)濃度
取25 mL文-齊氏液置于容量瓶中,用微量抗凝采血管采全血100 μL,將血液加入到放有文-齊氏液的容量瓶內(nèi),吹吸至少5次,充分混勻,靜止5 min以上。分光光度計以文-齊氏液為空白調(diào)零,讀取540 nm處的吸光度值,換算出Hb濃度。
1.4.4.3紅細(xì)胞壓積(HCT)
高原鼠兔全血混勻,微量抗凝采血管采血,一端封口膠封口,Thermo Electron A13紅細(xì)胞比容離心機離心5 min(12 000 r/min)。HCT=(紅細(xì)胞體積/全血總體積)×100%。
1.4.4.4平均RBC容積(MCV)和平均紅細(xì)胞血紅蛋白(MCH)
根據(jù)張時民和劉天霞[13-14]等人對血象的計算研究方法得出:MCV=HCT/RBC,MCH=HGB/RBC。
1.4.5甲狀腺素(T4)、睪酮(T)、雌二醇(E2)及雄性睪丸重量測定
高原鼠兔麻醉,分離出雄性個體兩側(cè)睪丸,心臟取血2~3 mL,無抗凝劑條件下水浴靜置10~30 min(25~37 ℃),待析出血清后,離心 10 min(4 000 r/min),分離血清,置于液氮中帶回青海師范大學(xué)實驗室,酶標(biāo)儀測定血清甲狀腺素(T4)、睪酮(T)、雌二醇(E2)含量。
1.4.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
通過SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示,對結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗分析,顯著性水平為P<0.05。
2.1繁殖季節(jié)前后不同性別高原鼠兔體重變化
繁殖季節(jié)前后不同性別高原鼠兔體重變化如表 1所示,雄性高原鼠兔9月、10月體重顯著高于5月、7月、8月(P﹤0.05),9月也顯著高于6月(P﹤0.05),隨著9月、10月溫度的降低體重呈升高趨勢;雌性高原鼠兔,懷孕組顯著高于其他各組(P﹤0.05),5月組顯著低于其他各組(P﹤0.05),6月、7月、8月、9月、10月之間差異不顯著,但9月、10月與7月、8月相比呈升高趨勢(P﹥0.05);雌雄高原鼠兔各月份比較,5月雄性高原鼠兔體重極顯著高于雌性(P﹤0.01),其他各月份之間均無顯著差異(P﹥0.05)。
2.2高原鼠兔雌性成體的繁殖指數(shù)
高原鼠兔雌性成體的繁殖指數(shù)如表 2所示,5~9月間捕獲雌鼠中都有孕鼠存在,且孕鼠所占捕獲雌鼠比例隨月份的延后表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢,6月、7月為當(dāng)?shù)馗咴笸梅敝车耐㈦A段,懷孕率分別為63.6 %和58.3 %,9月間只捕獲到1只懷孕雌鼠。
2.3高原鼠兔不同月份血常規(guī)指標(biāo)比較
高原鼠兔不同月份血常規(guī)指標(biāo)比較如表 3所示,雄性高原鼠兔RBC在5月到10月期間呈現(xiàn)波動式變化,6月RBC顯著高于7月、9月、10月,8月顯著高于9月(P﹤0.05),其他月份之間無顯著性差異(P﹥0.05),總體呈現(xiàn)6月和8月升高,其他月份降低趨勢。雌性高原鼠兔RBC 6月和8月顯著高于懷孕組、7月、9月、10月(P﹤0.05),其他各組之間無顯著性差異(P﹥0.05)。
雄性高原鼠兔6月Hb含量顯著高于5月、7月、9月、10月(P﹤0.05),8月Hb含量顯著高于10月(P﹤0.05),其他月份之間無顯著性差異(P﹥0.05),總體呈現(xiàn)出6月、8月升高,其他月份降低的趨勢。雌性高原鼠兔5月Hb顯著低于6月、8月,10月HGB則顯著低于6月、7月、8月,其他月份之間無顯著性差異(P﹥0.05),雌性高原鼠兔Hb也呈現(xiàn)出6月和8月上升趨勢,其他月份降低趨勢;懷孕雌性高原鼠兔的Hb含量顯著低于6月、7月、8月、9月(P﹤0.05),低于任何所測6個月未懷孕雌性。
雄性高原鼠兔6月紅細(xì)胞壓積顯著高于其他月份(P﹤0.05),10月HCT顯著低于5月、6月、7月、8月(P﹤0.05)。雌性高原鼠兔6月顯著高于其他月份(P﹤0.05),懷孕組和5月、7月、8月、9月之間無顯著性差異(P﹥0.05),10月HCT顯著低于其他各組(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔MCV各月份之間均無顯著性差異(P﹥0.05)。雌性高原鼠兔8月顯著低于懷孕組、7月和9月,7月顯著高于10月(P﹤0.05)。
雌雄高原鼠兔MCH組內(nèi)及組間均無顯著性差異(P﹥0.05)。
2.4不同月份高原鼠兔血液血氣指標(biāo)比較
不同月份高原鼠兔血液血氣指標(biāo)比較如表4 所示,雄性高原鼠兔PaO25月顯著高于6月、8月、9月和10月(P﹤0.05),PvO25月顯著低于7月和9月(P﹤0.05),△PO2(a-v)5月顯著高于6月、8月、9月、10月(P﹤0.05);雌性高原鼠兔PaO25月顯著高于7月和10月(P﹤0.05),△PO2(a-v)5月顯著高于6月、7月、10月(P﹤0.05);組間比較發(fā)現(xiàn),7月雄性PaO2顯著高于雌性,6月雌性PvO2顯著高于雄性,7月△PO2(a-v)值雄性顯著高于雌性(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔SaO2,各月份之間均無顯著性差異(P﹥0.05),SvO25月顯著低于9月(P﹤0.05);△SO2(a-v)5月顯著高于9月(P﹤0.05);雌性高原鼠兔SaO210月顯著低于5月、9月和懷孕組(P﹤0.05),5月顯著高于7月,△SO2(a-v)5月顯著高于7月和10月,8月顯著高于7月(P﹤0.05);組間比較發(fā)現(xiàn),SaO27月雄性顯著高于雌性,SvO26月雄性顯著低于雌性,△SO2(a-v)在7月和10月都表現(xiàn)出雄性顯著高于雌性(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔動脈血和靜脈血pH值各月份之間均無顯著性差異(P﹥0.05);雌性高原鼠兔7月pHa值顯著高于5月、8月、10月(P﹤0.05),組間比較發(fā)現(xiàn),pHa值7月雌性顯著高于雄性(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔PaCO26月高于同組其他月份且顯著高于7月(P﹤0.05),△PCO2(a-v),7月顯著高于6月、8月、9月(P﹤0.05);雌性高原鼠兔PaCO2懷孕組和5月組顯著低于10月(P﹤0.05),PvCO2懷孕組低于其他月份組且與6月、10月具有顯著性(P﹤0.05),雌性△PCO2(a-v),10月顯著低于5月和6月(P﹤0.05);組間比較發(fā)現(xiàn),雌性PaCO210月、PvCO26月、△PCO2(a-v)6月都顯著高于雄性(P﹤0.05),雄性△PCO2(a-v)7月、10月顯著高于雌性(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔BEa 5月顯著低于9月(P﹤0.05),BEv和△BE(v-a)各月份組內(nèi)均無顯著性差異(P﹥0.05);雌性高原鼠兔BEv 7月顯著高于懷孕組和5月、8月、10月(P﹤0.05),5月顯著低于6月、9月(P﹤0.05),6月顯著高于8月(P﹤0.05),△BE(v-a)7月顯著高于5月、10月(P﹤0.05);組間比較發(fā)現(xiàn),雄性BEv和△BE(v-a)5月均顯著高于雌性,7月BEa和△BE(v-a)顯著低于雌性,△BE(v-a)10月顯著高于雌性(P﹤0.05)。
雄性高原鼠兔TaCO25月顯著低于10月(P﹤0.05),TvCO2和△TCO2(v-a)各月份組內(nèi)均無顯著性差異(P﹥0.05);雌性高原鼠兔TvCO2,懷孕和5月組均顯著低于6月、7月、9月(P﹤0.05),8月顯著低于6月、7月(P﹤0.05),△TCO2(v-a),懷孕和10月組顯著低于6月和7月(P﹤0.05);組間比較發(fā)現(xiàn),雄性TvCO27月顯著低于雌性,△TCO2(v-a)10月顯著高于雌性(P﹤0.05)。
2.5不同月份高原鼠兔血漿中甲狀腺T4、雌二醇E2、睪酮T含量及睪丸重量變化
不同月份高原鼠兔血漿中甲狀腺T4、雌二醇E2、睪酮T含量及睪丸重量變化如表 5所示,雄性高原鼠兔T4,5月顯著高于7月、9月、10月(P﹤0.05),9月、10月表現(xiàn)出組內(nèi)最低(P﹤0.05);雌性高原鼠兔T4,10月除與9月不具有顯著差異外,顯著低于其他組(P﹤0.05),9月顯著低于懷孕組和5月、6月(P﹤0.05),7月顯著低于6月(P﹤0.05),呈現(xiàn)出典型的隨時程加大T4分泌水平減弱;組間比較發(fā)現(xiàn),雌性T4在5月顯著高于雄性(P﹤0.05)。
雌性高原鼠兔血清中E2,6月和懷孕組顯著高于7月、8月、9月、10月(P﹤0.05),5月顯著高于9月、10月(P﹤0.05),7月、8月顯著高于10月(P﹤0.05),其他各組之間均無顯著性差異(P﹥0.05)。
雄性高原鼠兔睪酮(T)含量和睪丸重量(100 g體重相對重量)在5月、6月、7月均顯著高于8月、9月、10月(P﹤0.05),且組內(nèi)表現(xiàn)為5月﹥6月﹥7月(P﹤0.05),T含量隨月份依次遞減,8月、9月、10月之間無顯著性差異(P﹥0.05);睪丸相對重量,5月、6月、7月、8月之間均有顯著差異(P﹤0.05),且顯著高于9月、10月,睪丸相對重量隨月份依次遞減(P﹤0.05)。
表1高原鼠兔不同月份體重的比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
Tab.1 Body weight of Ochotona curzoniae in different month(Mean±SD)
注:每列中具有相同字母的數(shù)據(jù)間無顯著性差異,F(xiàn)-檢驗,P>0.05。括號內(nèi)數(shù)字為樣本量
Note:Value with the same subscripts within rows are not significantly different,F(xiàn)-test,P>0.05.Sample sizes are indicated in parentheses
表2 雌性高原鼠兔成體的繁殖指數(shù)
Tab.2 Reproductive indices of the mature female plateau pikas
表3 高原鼠兔不同月份血常規(guī)的比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
Tab.3 Blood indices of Ochotona curzoniae in different month(Mean±SD)
續(xù)表3
注:每行中具有相同字母的數(shù)據(jù)間無顯著性差異,F(xiàn)-檢驗,P>0.05
Note:Value with the same subscripts within lines are not significantly different,F(xiàn)-test,P>0.05.
表4 不同月份高原鼠兔血液血氣指標(biāo)(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
Tab.4 Blood gases of Ochotona curzoniae in different month(Mean±SD)
續(xù)表4
注:每行中具有相同字母的數(shù)據(jù)間無顯著性差異,F(xiàn)-檢驗,P>0.05。同一指標(biāo)高原鼠兔雌雄間差異顯著性差異用*表示,P<0.05
Note:Value with the same subscripts within lines are not significantly different,F(xiàn)-test,P>0.05.* Indicate the significant difference between male and femaleOchotonacurzoniaein the same indices,P<0.05
表5 不同月份高原鼠兔血漿中甲狀腺T4、雌二醇E2、睪酮T含量及睪丸重量(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
Tab.5 T4,E2,T and testes weight of Ochotona curzoniae in different month(Mean±SD)
注:每行中具有相同字母的數(shù)據(jù)間無顯著性差異,F(xiàn)-檢驗,P>0.05。同一指標(biāo)高原鼠兔雌雄間差異顯著性差異用*表示,P<0.05
Note:Value with the same subscripts within lines are not significantly different,F(xiàn)-test,P>0.05.* Indicate the significant difference between male and femaleOchotonacurzoniaein the same indices,P<0.05
繁殖活動是種群延續(xù)的基礎(chǔ),動物能否成功的繁殖直接關(guān)系到整個種群的存在與滅亡,影響動物繁殖成功與否的因素很多,繁殖投入是其中一個重要因素[4]。高原鼠兔行為變化與其繁殖期和性別有顯著關(guān)系,而在密度間無明顯差異,在不同的繁殖期,雌雄鼠兔的繁殖投入不同,導(dǎo)致行為模式產(chǎn)生差異[15],進(jìn)而使得鼠兔繁殖季節(jié)血液指標(biāo)、血氣及性激素等發(fā)生改變。在干旱和半干旱地區(qū)鼠類種群,在行為和繁殖力變化上表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化,食物、光周期、溫度及降雨量等環(huán)境限制因子能夠明顯影響鼠類的繁殖動態(tài)[16-17]。實驗選擇在2014年5~10月間進(jìn)行,即當(dāng)?shù)嘏緛砼R前1個月至冷季開始后1個月,高原鼠兔一年中大多數(shù)生命活動都在這段時間內(nèi)完成。5~9月間捕獲雌鼠中都有孕鼠存在,且孕鼠所占捕獲雌鼠比例隨月份的延后表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢,6月、7月為當(dāng)?shù)馗咴笸梅敝车耐㈦A段,懷孕率分別為63.6 %和58.3 %,9月間只捕獲到1只懷孕雌鼠。動物能根據(jù)環(huán)境條件和自身狀況在取食、防御、交配和育幼等行為活動之間進(jìn)行權(quán)衡,確定各種行為活動上的時間分配[18]。因此,可將該地區(qū)高原鼠兔的繁殖期分為以下幾個明顯的階段:① 過渡恢復(fù)階段(5月以前);② 繁殖旺盛階段(5月下旬~7月中旬);③ 繁殖抑制階段(7月下旬~9月下旬);④ 繁殖靜止階段(10月及10月以后)。高原鼠兔在各個階段血液指標(biāo)、血氣及性激素變化等都表現(xiàn)出明顯的不同,具體如下。
體重可以反映出動物機體的營養(yǎng)和代謝水平,與食物的質(zhì)量、數(shù)量及機體活動量密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),雄性和雌性高原鼠兔體重從5月到10月(7月下降除外)總體呈現(xiàn)增加趨勢,雄性高原鼠兔在9月才表現(xiàn)出與前幾月份顯著性差異,雌性高原鼠兔6月即比5月體重顯著增加。實驗地4月中旬開始為牧草發(fā)芽期,處于過渡恢復(fù)階段的鼠兔開始大量覓食含有豐富營養(yǎng)成分的新生牧草,體重迅速增大為繁殖做好準(zhǔn)備。體重較大的高原鼠兔有更多與異性交配機會,迫使其在繁殖期體重的上升,在與雌性高原鼠兔體重的比較中也很好地說明這點,5月雌雄高原鼠兔體重差異極顯著(P﹤0.05)。5月下旬~7月下旬繁殖旺盛階段,懷孕雌性高原鼠兔體重顯著高于未懷孕雌性(P﹤0.05),大多數(shù)兔形目雌性動物產(chǎn)仔后即迅速發(fā)生交配,并在很短的時間內(nèi)再次受孕[19],使得捕獲孕兔的概率大大增加。
血常規(guī)檢測作為最基本的血液學(xué)檢測方式,可以直觀地評價動物在不同繁殖投入中的生理狀況。本研究發(fā)現(xiàn)雌性和雄性高原鼠兔RBC均在5月、6月升高,7月降低,8月升高,9月、10月降低。5月、6月是高原鼠兔繁殖旺盛階段,未懷孕雌性和雄性高原鼠兔在體內(nèi)激素的調(diào)節(jié)下,活動量顯著升高;雌鼠護(hù)域行為消失,雄鼠為保護(hù)配偶不受其他雄性侵犯,常常尾隨雌鼠活動,當(dāng)發(fā)現(xiàn)入侵者后,會激烈追趕,直至將其趕出領(lǐng)地[20]。運動可以加快紅細(xì)胞的更新速度[21],高原鼠兔不同的行為模式直接影響RBC的數(shù)量,8月是實驗地一年之中最溫暖的月份,高原鼠兔活動量受光照和溫度影響,顯著升高,這與宗浩等人的研究成果相一致[22]。雌性鼠兔MCV 8月比7月顯著降低,MCV的減小使紅細(xì)胞表面積相對增大,這有利于紅細(xì)胞中氧氣的釋放和組織中二氧化碳的排放,加快了氣體交換速率,這與6月、8月高原鼠兔運動量加大,紅細(xì)胞數(shù)目增多相對應(yīng)。高原鼠兔RBC的變化應(yīng)與HCT和HGB的變化呈正相關(guān),但本研究發(fā)現(xiàn),5月到6月不同性別高原鼠兔RBC雖有升高趨勢,但結(jié)果不顯著(P﹥0.05),6月HCT和HGB卻顯著高于5月(P﹤0.05),作者認(rèn)為這與食物中營養(yǎng)成分的含量有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),食物中蛋白質(zhì)含量缺乏,會造成血紅蛋白含量降低,使紅細(xì)胞生存期限縮短[23]。 高原鼠兔MCH從5月開始隨著溫度的升高總體呈現(xiàn)上升趨勢也很好地說明了這一點。8月雌性高原鼠兔RBC顯著高于7月(P﹤0.05),但HCT和HGB變化卻不顯著(P﹤0.05),說明8月高原鼠兔活動量增大使RBC升高,但由于食物成分與7月變化不大,造成體內(nèi)HGB增高不明顯。有研究表明[24],妊娠期女性一般都會伴有RBC、HGB、HCT降低的癥狀,尤其到孕中晚期,由于血容量的增加大于紅細(xì)胞的增長數(shù)量,造成一定的血液稀釋,高原鼠兔各項血常規(guī)指標(biāo)在這一時期的變化規(guī)律則與之相同。懷孕組高原鼠兔RBC、HGB、HCT與繁殖高峰期的6月未懷孕雌性比有顯著差異(P﹤0.05),而且其他月,MCV和MCH則無顯著性差異(P﹤0.05)。
甲狀腺主要分泌T4,T3分泌很少,體內(nèi)T3主要由T4脫碘而產(chǎn)生。寒冷會刺激小型哺乳動物非顫抖性產(chǎn)熱(NST)的主要器官褐色脂肪組織(BAT)中T4-5′脫碘酶的活性升高,使T4在BAT中轉(zhuǎn)化為T3,T3可以刺激BAT線粒體的增長引起線粒體質(zhì)量及底物氧化有關(guān)酶的增加,使BAT產(chǎn)熱增加[27]。本研究結(jié)果表明,高原鼠兔由繁殖抑制階段轉(zhuǎn)入繁殖靜止階段的過程中,隨氣溫的降低,在9月、10月,尤其是10月,高原鼠兔血漿中T4含量顯著低于其他6個月,主要由于寒冷驅(qū)使機體T4利用率升高,T3量生成增大,最終造成血漿T4濃度降低,T3濃度升高。同時我們還發(fā)現(xiàn),5月雄性和6月雌性高原鼠兔T4含量比更溫暖的7月高,這不符合T4在溫暖條件下減少T3的轉(zhuǎn)化,使T4濃度增大的說法,這應(yīng)該是與高原鼠兔的季節(jié)性行為,即在較多的運動期和哺乳期的能量收支有關(guān)。對于高原鼠兔來說,繁殖旺盛階段大量的運動和哺乳行為對自身能量耗費巨大,因此需要更多能量的攝入,據(jù)研究,小型獸類在哺乳期能量的攝入比靜止期增加2~6.7倍[28],而攝食量的增加會激發(fā)動物的食物誘導(dǎo)產(chǎn)熱。
在哺乳動物中,雌性個體在雌激素和孕激素的共同作用下對生殖活動進(jìn)行調(diào)節(jié),雌二醇E2是卵巢分泌的類固醇性激素,其在維持動物性器官的發(fā)育和雌性的正常生殖機能中發(fā)揮重要作用,E2對動物的不同刺激會引起性欲和性周期的發(fā)生[29]。對實驗地雌性高原鼠兔E2的測定結(jié)果顯示,處于繁殖旺盛階段的5月、6月E2濃度處于上升階段,6月雌性高原鼠兔血漿中E2含量處于最高值,且顯著高于8月、9月、10月(P﹤0.05),隨著時間的推遲,E2濃度不斷下降。
據(jù)研究發(fā)現(xiàn),激素水平可以影響動物的行為模式,而睪酮(T)作為性激素可以增強雄性高原鼠兔的攻擊行為,使其在繁殖季節(jié)樹立繁殖優(yōu)勢[30]。通過對雄性高原鼠兔T和睪丸相對重量的研究發(fā)現(xiàn),兩者存在明顯的相關(guān)性,T濃度隨睪丸相對重量的增加而增大,尤其在即將進(jìn)入繁殖旺盛期的5月雄性鼠兔睪丸的相對重量和T濃度為6個月中最高值,且顯著大于其他月份(P﹤0.05),在有繁殖旺盛期向繁殖抑制期過渡的7月開始,睪丸重量開始大幅降低,T濃度也隨著睪丸重量的降低而下降。
綜上所述,高原鼠兔行為變化與其繁殖期和性別有顯著關(guān)系,在不同的繁殖期,雌雄鼠兔的繁殖投入不同,導(dǎo)致行為模式產(chǎn)生差異,進(jìn)而使得鼠兔繁殖季節(jié)血液指標(biāo)、血氣及性激素等具有明顯的季節(jié)性變化。
[1] Semenza G L.Life with oxygen[J].Science,2007,318(5847):62-64.
[2] 劉翠霞,蘇建平,張同作,等.青藏高原的地理屏障在高原鼠兔種群分化中的作用[J].四川動物,2013,32(5):651-657.
[3] Heath D,Williams D R.Man at high altitude[M].2nd ed.New York:Churchill Livingstone,1981.
[4] Smith A T,F(xiàn)oggin J M.The plateau pika(Ochotonacurzoniae)is a keystone species for biodiversity on the Tibetan plateau[J].Animal Conservation,1999,2(4):235-240.
[5] 李倩倩,趙旭,郭正剛.高原鼠兔有效洞穴密度對高寒草甸優(yōu)勢植物葉片和土壤氮磷化學(xué)計量特征的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(5):1212-1223.
[6] 杜寅,曹伊凡,景增春,等.艾美爾球蟲防治高原鼠兔實驗及對其胚胎發(fā)育的影響[J].獸類學(xué)報,2012,32(3):221-227.
[7] 杜繼曾,李慶芬,陳曉光.模擬高原對高原鼠兔和大鼠肝臟的影響[J].動物學(xué)報,1984,171:201-203.
[8] 王曉君,魏登邦,魏蓮,等.高原鼢鼠和高原鼠兔紅細(xì)胞低氧適應(yīng)特征[J].四川動物,2008,27(6):1100-1103.
[9] Xie H C,He J P,Zhu J F,et al.Expression of HIF-1[Alpha]and VEGF in skeletal muscle of plateau animals in response to hypoxic stress [J].Physiological Research,2014,63(6):801-805.
[10] 殷寶法,魏萬紅,張堰銘,等.繁殖期高原鼠兔的行為時間分配與后代存活率的關(guān)系[J].動物學(xué)報,2006,52(3):444-453.
[11] 時盛博,王連東,雷有宏.祁連縣農(nóng)牧業(yè)氣候水分資源分析[J].青海氣象,2002(2):19-24.
[12] 關(guān)一兵.野牛溝的大風(fēng)和地形的關(guān)系[J].氣象,1981(3):34.
[13] 張時民,李麗娜.調(diào)整RBC、HGB、HCT校正系數(shù)與MCV、MCH、MCHC變化的關(guān)系[J].上海醫(yī)學(xué)檢驗雜志,2002,17(1):48-50.
[14] 劉天霞,王青娥.高血糖癥對紅細(xì)胞參數(shù)的干擾及糾正方法[J].檢驗醫(yī)學(xué)與臨床,2010,7(11):1121.
[15] 王金龍,魏萬紅,張堰銘,等.不同種群密度下高原鼠兔的行為模式[J].動物學(xué)報,2005,51(4):598-607.
[16] Jaksic F M,Lima M.Myths and facts on ratadas bamboo blooms,rainfall peaks and rodent outbreaks in South America[J].Austral Ecology,2003,28(3):237-251.
[17] Letnic M,Dickman C R.The responses of small mammals to patches regenerating after fire and rainfall in the Simpson Desert,Central Australia[J].Austral Ecology,2005,30(1):24-39.
[18] Lederman S A,Rosso P.Effects of fasting during pregnancy on maternal and fetal weight and body composition in well-nourished and undernourished rats[J].The Journal of Nutrition,1981,111(10):1823-1832.
[19] Smith A T.Patterns of pika(Genusochotona)life history variation[M]//Boyce M S.Evolution of life histories:theory and patterns from mammals.New Haven:Yale University Press,1988.
[20] 王學(xué)高,戴克華.高原鼠兔的繁殖空間及其護(hù)域行為的研究[J],獸類學(xué)報,1990,10(3):205-209.
[21] 陳連根.運動對紅細(xì)胞功能的影響[J].中國臨床康復(fù),2005,9(48):166-167.
[22] 宗浩,夏武平.高原鼠兔似晝夜活動節(jié)律的研究[J].獸類學(xué)報,1987,7(3):211-223.
[23] 楊秀平.動物生理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[24] 樂杰,謝幸,林仲秋,等.婦產(chǎn)科學(xué)[M].7版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2008.
[25] Casey D P,Joyner M J.Local control of skeletal muscle blood flow during exercise:influence of available oxygen[J].Journal of Applied Physiology,2011,111(6):1527-1538.
[26] 秦莉.反映血液酸堿狀況的指標(biāo)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2004,22(24):78-79.
[27] 柳勁松,李慶芬.高原鼠兔冷馴化和脫冷馴化中的產(chǎn)熱變化[J].動物學(xué)報,1996,42(4):377-385.
[28] Hammond K A,Diamond J.Maximal sustained energy budgets in humans and animals[J].Nature,1997,386(6624):457-462.
[29] 賀建寧,王金鑫,狄冉,等.常年發(fā)情和季節(jié)性發(fā)情綿羊在不同季節(jié)生殖激素變化規(guī)律[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報,2013,44(10):1547-1553.
[30] Archawaranon M,Wiley R H.Control of aggression and dominance in white-throated sparrows by testosterone and its metabolites [J].Hormones and Behavior,1988,22(4):497-517.
Plateau pika;Ochotonacurzoniae; Breeding season; Blood indices; Blood gas; Sex hormone
2014年5月至2014年10月間,在青海省海北自治州祁連縣野牛溝鄉(xiāng)達(dá)玉村附近,從動態(tài)的角度研究高原鼠兔在其生境地繁殖季節(jié)前后血常規(guī)、血氣和性激素的變化,并與繁殖期間的各種環(huán)境因子相關(guān)聯(lián),探討鼠兔繁殖策略對環(huán)境及行為的響應(yīng)。結(jié)果表明,可將該地區(qū)高原鼠兔的繁殖期分為過渡恢復(fù)階段(5月以前);繁殖旺盛階段(5月下旬~7月中旬);繁殖抑制階段(7月下旬~9月下旬);繁殖靜止階段(10月及10月以后)4個階段,不同的繁殖階段高原鼠兔在體重、繁殖指數(shù)、血常規(guī)指標(biāo)、血氣指標(biāo)、睪丸相對重量、甲狀腺素及性激素水平上都表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。說明高原鼠兔在行為和繁殖力變化上表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化,食物、光周期、溫度等環(huán)境限制因子能夠明顯影響高原鼠兔的繁殖動態(tài),雌雄鼠兔的繁殖投入不同最終導(dǎo)致生理指標(biāo)的不同。
Blood Indices,Blood Gas and Sex Hormones in Plateau Pika (Ochotona curzoniae)During Breeding Season
Xie Huichun Luo Qiaoyu Chen Zhi Ma Yonggui*
(The Key Laboratory of Education Ministry on Environments and Resources in Tibetan Plateau,Qinghai Normal University,Xining,810008,China)
Plateau pika (Ochotonacurzoniae,also called black-lipped pika)is a small non-hibernating diurnal lagomorph which inhabits alpine meadows on the Tibetan plateau,China.During May to October 2014,we studied pika blood indices,blood gas and sex hormones from a dynamic perspective during the breeding season in the village of Dayu,Yeniugou,Haibei prefecture,Qinghai province (E99°16′,N38°42′,3 900 masl).Various environmental factors were associated with reproductive behavior.Our results indicated that the breeding season of pika in this area can be divide into 4 stages:(i)The restoration phase,before May;(ii)The sexually active phase,in late-May to mid-July;(iii)The inhibition phase,in late-July to late-September and (iv)the sexually quiescent phase during and after October.Body weight,reproductive index,blood indices,blood gas analysis,the relative weight of testis,thyroid and sex hormone levels of plateau pika showed significant change by reproductive stage.The behavior and fecundity of plateau pika showed significant seasonal variation.Seasonality of vegetation cover,photoperiod,temperature and other environmental factors significantly affected the reproductive index.Differential reproductive investment lead to differences in physiological indicators between male and female plateau pikas.
國家科技支撐計劃(2012BAC08B04);祁連山濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)保護(hù)技術(shù)集成與示范
謝惠春,男,35歲,副教授;主要從事青藏高原動植物資源研究。E-mail:xiehuichun1982@163.com
*通訊作者:馬永貴:E-mail:yezino.1@163.com
2016-10-19
Q959.836
A
修回日期:2016-12-15
發(fā)表日期:2017-05-10
2310-1490(2017)02-205-10