周氏瞼虎繁殖生物學研究

陳波， 翟曉飛， 王同亮， 汪繼超

（熱帶島嶼生態(tài)學教育部重點實驗室，海南省熱帶動植物生態(tài)學重點實驗室，海南師范大學生命科學學院，?？?71158）

周氏瞼虎Goniurosaurus zhoui隸屬爬行綱Reptilia有鱗目Squamata瞼虎科Eublepharidae瞼虎屬Goniurosaurus。目前瞼虎屬共記錄24個物種，主要分布在中國、越南和日本（Ziegleret al.，2008；Nakamuraet al.，2014；Zhuet al.，2021）；中國記錄分布15種，其中4種分布于海南島（周潤邦等，2019），均為海南特有種，國家二級重點保護野生動物。目前關于瞼虎屬物種的研究主要集中在新物種的形態(tài)描述與分類（張潔等，2014；張汾，李友邦，2017；Zhouet al.，2018）、系統(tǒng)進化（Liang Bet al.，2018；Wanget al.，2019；Zhaiet al.，2019）、貿(mào)易（Ngoet al.，2019）和種群資源調(diào)查（陳一帆等，2019；陶星宇等，2021）等方面，而有關瞼虎屬物種繁殖生物學方面的報道仍相對較少（陶星宇等，2021）。

爬行動物中大多數(shù)物種的繁殖方式為卵生，卵大小與窩卵數(shù)之間的權衡是繁殖生物學研究的熱點之一，通常雌性在有限的資源下，卵大小與窩卵數(shù)間因存在權衡而呈負相關。最適卵大小理論認為，自然選擇下的某個地理種群所產(chǎn)的卵大小為最佳，隨著可利用資源的增加，雌性的窩卵數(shù)增加，但卵大小不會增大，此時卵大小與窩卵數(shù)間無顯著相關性（Liang Tet al.，2018；梁濤，時磊，2018）。然而生理限制假說認為，較小個體因自身存儲能量不足而產(chǎn)較小的卵，隨自身存儲能量的增加，雌性可以增加對單個卵的投入（Yanagi &Tuda，2012）。形態(tài)限制假說認為，雌性自身的局部特征會限制卵的大?。–ongdon & Gibbons，1987；梁濤，時磊，2018）。體型是決定生物體一系列生理生態(tài)特征的基本特征（Starostovaet al.，2010）。在許多動物中普遍存在體大小和局部特征以及體色在兩性之間的差異，即兩性異形（羅來高等，2012）。已有研究表明兩性異形出現(xiàn)的原因包括性選擇、繁殖力選擇和兩性生態(tài)位分化，其中，性選擇假說和繁殖力選擇假說成為主要的驅(qū)動力（Starostovaet al.，2010；Zhao & Liu，2018）。在蜥蜴中兩性異形集中在頭部和軀干。性選擇假說預測雄性具有較大的頭部，繁殖力選擇假說預測雌性具有較長的軀干（Bell & Zamudio，2012）。

本研究對周氏瞼虎的繁殖輸出、孵化參數(shù)、兩性異形等進行了調(diào)查研究，研究目的如下：（1）驗證周氏瞼虎卵大小與窩卵數(shù)是否受到雌性的生理限制；（2）驗證周氏瞼虎雌雄之間是否存在兩性異形，及其產(chǎn)生原因；（3）補充其基礎的繁殖生物學資料，為保育提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

海南鸚哥嶺國家級自然保護區(qū)位于海南島中部（109°15′～109°50′E，18°50′～19°12′N），總面積50 464 hm2，保護區(qū)行政區(qū)劃屬于白沙、瓊中、五指山、樂東和昌江五市縣白沙縣、五指山市、樂東縣、瓊中縣4縣市。保護區(qū)地勢中間高四周低，海拔180～1 812 m；屬熱帶海洋性季風氣候，年均溫20～24 ℃，年均降水量1 800～2 700 mm（吳海霞等，2019）。

1.2 實驗方法

在研究區(qū)域內(nèi)捕獲已懷卵的雌性周氏瞼虎16只［瓊林審批（2017）33號］，置于人工模擬生境箱中單獨飼養(yǎng)，每天補充足夠的食物及日常所需的鈣粉和維生素。每天觀察以保證第一時間收集卵。將卵放置于孵化盒中自然條件進行孵化，孵化過程中采用攝像頭記錄出殼的過程，以及每5天測量1次卵的質(zhì)量和長、短徑。記錄孵化溫度、濕度，收集繁殖生物學相關參數(shù)。采用電子天平［SI234，丹佛儀器（北京）有限公司；精度0.01 mg］稱量其母體產(chǎn)前體質(zhì)量、產(chǎn)后體質(zhì)量、窩卵數(shù)、窩卵重、卵質(zhì)量、卵長徑、卵短徑，繁殖投入=（產(chǎn)前體質(zhì)量-產(chǎn)后體質(zhì)量）/產(chǎn)前體質(zhì)量、相對窩卵重1=窩卵重/產(chǎn)后體質(zhì)量、相對窩卵重2=窩卵重/（產(chǎn)后體質(zhì)量+窩卵重）。窩卵數(shù)和卵大?。奄|(zhì)量）的變異程度用變異系數(shù)（SD/xˉ）表示。用數(shù)顯游標卡尺（廣州百威獅工具有限公司；精度0.01 mm）測量母體的體長、尾長、頭長、頭寬、頭高、吻長、眼耳距、腋跨距以及幼體的體質(zhì)量、體長、尾長、頭長、頭寬、頭高、吻長和眼耳距。

根據(jù)前期對周氏瞼虎野外分布的預調(diào)查結(jié)果，于2020年8月，在研究區(qū)域內(nèi)選取1條長3 km的樣線對周氏瞼虎的雌雄比和懷卵率進行了調(diào)查。

成幼識別方法：參考Takaki和 Mamoru（2014）琉球瞼虎G. kuroiwae年齡區(qū)分：幼體體長＜60 mm，成體體長＞75 mm；根據(jù)周氏瞼虎的形態(tài)特征，確定體長＞80 mm為成體，體色為紫棕色，體背面具灰白色環(huán)帶，環(huán)帶兩側(cè)被黑帶包圍，體表具不規(guī)則的斑點；體長＜60 mm為幼體，頭頂橙黃色，體背面具橙黃色環(huán)帶，尾部具白色環(huán)帶，體表純凈無斑點；體長60～80 mm為亞成體，頭頂橙色具黑色斑點，體背面具橙黃色環(huán)帶，環(huán)帶兩側(cè)具由黑色帶包圍，黑帶之間具少量深色斑點（圖1）。

圖1 周氏瞼虎Fig. 1 Goniurosaurus zhoui

性別判斷方法：雄性周氏瞼虎泄殖腔下方有明顯的2枚凸起，上方有1排比較明顯的肛前孔；雌性周氏瞼虎不具備以上2個特征（圖2），與海南瞼虎Goniurosaurus hainanensis的判斷方法一致（陶星宇等，2021）。

圖2 雄性（A）與雌性（B）周氏瞼虎Fig. 2 Male （A） and female （B） Goniurosaurus zhoui

懷卵及數(shù)量的識別方法：觀察雌性個體的腹部是否有淺白色結(jié)構，同時用手輕輕觸碰，看是否存在一定的硬度，如果存在說明該個體已懷卵，同時根據(jù)淺白色結(jié)構的數(shù)量判斷懷卵數(shù)量（圖3）。

圖3 雌性周氏瞼虎懷卵的腹部（1、2示卵）Fig. 3 The abdomen of female Goniurosaurus zhoui carrying eggs （1 and 2 indicate the egg）

為驗證兩性體型大小之間是否存在差異，隨機采集31只成體周氏瞼虎（雄性：n=15，雌性：n=16）。參照Ziegler等（2008）的方法，采用數(shù)顯游標卡尺測量體長、尾長、頭長、頭寬、頭高、吻長、眼耳距和腋跨距，測量完成后當場釋放。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)記錄整理，采用SPSS 26.0進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)經(jīng)正態(tài)分布和方差齊性檢驗后，采用獨立樣本t檢驗比較周氏瞼虎成體兩性體長的差異；用體長為協(xié)變量、性別為因子的單因素協(xié)方差分析（One-Way ANCOVA）比較周氏瞼虎成體雌雄個體大小的差異性。用Pearson相關性分析計算繁殖投入、窩卵數(shù)、窩卵重、卵質(zhì)量、相對窩卵重、卵長徑和卵短徑與母體體長和腋跨距之間的相關性，以及母體大小與幼體大小之間的相關性。數(shù)據(jù)以xˉ±SD表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 繁殖參數(shù)

2.1.1 產(chǎn)卵過程分為產(chǎn)卵前、產(chǎn)卵中和產(chǎn)卵后。產(chǎn)卵前母體會進行刨坑，以備產(chǎn)卵。產(chǎn)卵中身體不斷左右來回扭動，產(chǎn)第二枚卵時，身體在扭動的間隙會用后肢不斷轉(zhuǎn)動已經(jīng)產(chǎn)的第一枚卵。產(chǎn)卵完成后用后肢不斷翻動卵，最后用土壤覆蓋住整個卵。

2.1.2 繁殖輸出懷卵母體（n=16）的最小體長為86.32 mm，最大體長為106.49 mm，母體產(chǎn)前體質(zhì)量10.63～20.69 g；窩卵數(shù)1～2枚，窩卵重2.97 g±0.70 g，平均卵質(zhì)量1.63 g±0.20 g，卵長徑20.68 mm±1.27 mm，卵短徑 11.80 mm±0.53 mm，繁殖投入0.20±0.05（表1）。窩卵數(shù)的變異系數(shù)0.22、卵質(zhì)量的變異系數(shù)0.12。相關性分析表明，卵質(zhì)量（r=0.815，P＜0.01）、卵短徑（r=0.545，P=0.01）、卵長徑（r=0.597，P＜0.01）均與體長呈正相關。窩卵重（r=0.423，P=0.102）、窩 卵 數(shù) -體 長（r=-0.030，P=0.911）、相對窩卵重1（r=-0.347，P=0.187）、相對窩卵重 2（r=-0.317，P=0.232）、繁殖投入（r=-0.046，P=0.866）均與體長不存在相關關系。卵質(zhì)量（r=0.725，P＜0.010）、卵長徑（r=0.518，P=0.004）、卵短徑（r=0.412，P=0.026）均與腋跨距之間存在顯著正相關關系，窩卵數(shù)（r=0.036，P=0.896）、窩卵重（r=0.401，P=0.124）、相對窩卵重1（r=0.480，P=0.060）、相對窩卵重2（r=-0.263，P=0.324）、繁殖投入（r=-0.072，P=0.792）均與腋跨距不存在顯著相關關系。卵長徑與窩卵數(shù)呈負相關關系（r=-0.389，P=0.037），卵的短徑與窩卵數(shù)不存在相關關系（r=0.181，P=0.346）。

表1 繁殖雌性周氏瞼虎體型及參數(shù)Table 1 Body size and parameters of reproductive female Goniurosaurus zhoui

2.1.3 孵化共收集29枚卵，其中未受精卵4枚，早期、晚期發(fā)育異常的受精卵分別為4枚、2枚，共孵化出19枚。未受精率13.79%，孵化率76%，幼體畸形率10.53%。孵化過程中，卵的重量、卵長徑、卵短徑隨時間的增加而增加，孵化到45～50 d，卵長徑和短徑變化較明顯（圖4）。孵化平均周期為66 d，最短61 d，最長75 d。平均出殼時間為66.85 min，最短34 min，最長106 min。孵化的平均溫度26 ℃、平均濕度80%。7—8月收集懷卵的雌性個體產(chǎn)卵集中在9月，出殼集中在11月。

圖4 孵化過程中周氏瞼虎卵大小的變化Fig. 4 Changes in egg size of Goniurosaurus zhoui during hatching

2.1.4 出殼幼體形態(tài)指標剛出殼的幼體體色較純凈，無明顯的斑點。分為頭、軀干、四肢和尾4個部分。頭為三角形，頭頂部橙黃色，眼眶上具明顯的1排緊密的大疣粒；體背面具5條橙黃色環(huán)帶，其中頸部的環(huán)帶延伸到口且環(huán)帶兩側(cè)有黑褐色的色條，其余環(huán)帶之間由黑褐或黃褐色寬條帶鑲嵌其中。尾部有5～6條白色完整獨立的環(huán)帶，有些個體僅尾部背面具完整獨立的環(huán)帶，但尾部的底面并非分開獨立，尾部的部分環(huán)帶之間相連。腹部為黑灰色或者白灰色，四肢為黑褐色或淡褐色，前肢比后肢短（圖1：A）。

剛孵出的幼體（n=18）平均體長41.33 mm±1.30 mm，尾長33.21 mm±1.88 mm，頭長與頭寬比為1.47±0.06，體長與尾長比1.24±0.06，平均體質(zhì)量1.65 g±0.24 g（表 2）。其中，幼體的頭寬、頭高、吻長與母體的體長和腋跨距存在顯著正相關（P＜0.05）。幼體體長、頭長、眼耳距、尾長與母體體長和腋跨距無顯著相關性（P＞0.05）。幼體體質(zhì)量與卵質(zhì)量、母體產(chǎn)前體質(zhì)量、產(chǎn)后體質(zhì)量、體長、腋跨距存在顯著正相關（P＜0.05）。

表2 出殼周氏瞼虎幼體形態(tài)指標Table 2 Size statistics of Goniurosaurus zhoui hatchlings

2.2 種群基本參數(shù)

2.2.1 性比和成幼比共鑒定了77只周氏瞼虎，其中，雌性34只，雄性43只，雌雄比為1∶1.3，共鑒定成體雌性20只，其中懷卵的10只，懷卵率50%。窩卵數(shù)1～3枚，其中，懷1枚卵、2枚卵、3枚卵占比分別為30%、60%、10%。

2.2.2 周氏瞼虎兩性之間體大小比較雄性頭體長（98.58 mm±6.79 mm）顯著大于雌性（91.91 mm±6.37 mm）（P＜0.01）；雄性頭寬（18.06 mm±1.75 mm）顯著大于雌性（16.06 mm±1.23 mm）（P＜0.05）；雄性頭高（12.23 mm±1.17 mm）顯著大于雌性（10.56 mm±0.85 mm）（P＜0.01）。雄性的頭長、吻長、眼耳距、腋跨距的平均值均大于雌性，但差異不顯著（表3）。

表3 周氏瞼虎形態(tài)指標Table 3 Morphological measurement of Goniurosaurus zhoui

3 討論

動物的繁殖是一個復雜的生理和生態(tài)過程，包括了生長和繁殖階段能量分配的權衡等方面（梁濤等，2018）。自身身體狀況是衡量動物能量儲存的標準，較小雌性個體由于存儲能量不足而產(chǎn)較小的卵，隨著自身能量儲能的增加，雌性可以增加對單個卵的投入或是更多的數(shù)目（Yanagi &Tuda，2012）。本研究中，周氏瞼虎的卵質(zhì)量、卵長徑、卵短徑與母體體長和腋跨距存在顯著的正相關關系（P＜0.05）。窩卵數(shù)、窩卵重、相對窩卵重1、相對窩卵重2保持相對恒定（P＞0.05）。表明隨著體形的增大，卵的重量、卵的長短徑增大，但是繁殖投入、窩卵重、窩卵數(shù)、相對窩卵重1和2相對恒定，不會隨著體型的增大而增大，這與敏麻蜥Eremias arguta相似（梁濤等，2018）。周氏瞼虎的卵長徑與窩卵數(shù)呈負相關關系（P＜0.05），卵的短徑與窩卵數(shù)不存在相關關系（P＞0.05），這與大多數(shù)蜥蜴一樣，卵的形狀受到窩卵數(shù)的影響。周氏瞼虎窩卵數(shù)變異系數(shù)（0.22）大于卵質(zhì)量變異系數(shù)（0.12），這一結(jié)果支持數(shù)量和大小權衡的理論模型，后代大小的變異度小于后代的數(shù)量變異度，與寧波滑蜥Scincella modesta相似（Smith & Fretwell，1974；羅來高等，2012）。卵大小隨著母體體質(zhì)量、體長、腋跨距的增加而增加，而窩卵重、窩卵數(shù)、相對窩卵重不隨母體體長、腋跨距的增加而增加。以上表明雌性周氏瞼虎隨著體型的增加而增加對卵大小的投入，符合生理限制假說的預測。

爬行動物的窩卵數(shù)會受到繁殖策略、產(chǎn)卵次數(shù)、棲息環(huán)境等因素的影響，而窩卵數(shù)是反映脊椎動物繁殖力的重要指標之一，通常個體較大的雌性能產(chǎn)出較多的窩卵數(shù)（廖灝泓等，2013）。中國石龍子Eumeces chinensis的窩卵數(shù)（10～25枚）、卵大小、窩卵重均與母體體長呈正相關（計翔等，2002）。相比于寧波滑蜥（5～10枚）（羅來高等，2012）、蠟皮蜥Leiolepis reevesii（2～5枚）（林熾賢等，2004）、敏麻蜥（2～8枚）（梁濤等，2018），周氏瞼虎窩卵數(shù)較少（1～2枚）。研究發(fā)現(xiàn)，繁殖策略可影響窩卵數(shù)，寧波滑蜥年產(chǎn)單窩，窩卵數(shù)5～10枚；而白條草蜥Takydromus wolteri年產(chǎn)多窩，窩卵數(shù)2～7枚（馬濤等，2013）。周氏瞼虎繁殖策略屬于年產(chǎn)多窩，繁殖期為3—10月，年產(chǎn)4～5窩，窩卵數(shù)1～2枚，與海南瞼虎相似（陶星宇等，2021）。此外，周氏瞼虎的繁殖投入（0.2）比南滑蜥Scincella reevesii的（0.35）低。有研究表明，棲息地環(huán)境惡劣時的繁殖投入比棲息地環(huán)境優(yōu)越時高（莫燦坤等，2012）。推測周瞼虎繁殖投入低可能與海南島獨特的地理位置以及相對優(yōu)越的棲息環(huán)境有關。

卵生爬行動物胚胎發(fā)育受孵化水熱環(huán)境等諸多環(huán)境因子的影響。先前研究表明孵化的水熱環(huán)境能影響卵孵化成功率、胚胎代謝率、孵化期以及孵出幼體的形態(tài)、大小、行為、蛻皮、生長和性別等（Harlow & Taylor，2000；陳慧麗，計翔，2002；計翔等，2002；朱新平等，2006）。周氏瞼虎的卵為革質(zhì)卵，容易受水熱條件的影響，卵大小隨孵化時間的增加而增加，這與山地麻蜥Eremias brenchleyi的研究結(jié)果（許雪峰等，2005）相似。此外，溫度會影響爬行動物卵的孵化周期、幼體運動能力等（計翔等，2002；朱靈君等，2010）。結(jié)合孵化過程中溫度變化以及出殼時間差異，進一步推測溫度影響周氏瞼虎卵的孵化周期。

爬行動物的兩性異形包括3種模式：雄性比雌性體型大，中國石龍子、藍尾石龍子Eumeces elegans、麗斑麻蜥Eremias argus、多線南蜥Mabuya multifasciata等（杜衛(wèi)國，計翔，2001；Jiet al.，2002，2006；陳紹勇等，2015）；雌性比雄性體型大，印度蜓蜥Sphenomorphus indicus、青海沙蜥Phrynocephalus vlangalii等（計翔，杜衛(wèi)國，2000；章熙東等，2005）；雌性和雄性體型相同（林熾賢等，2004），密點麻蜥Eremias multiocellata、草原沙蜥Phrynocephalus frontalis、山地麻蜥、北草蜥Takydromus septentrionalis、變色樹蜥Calotes versicolor等（許雪峰，計翔，2000；張永普，計翔，2000；Jiet al.，2002；李宏等，2006；趙雪，畢俊懷，2014）。本研究結(jié)果顯示，雄性周氏瞼虎的體長、頭長、頭寬、頭高、吻長、腋跨距和眼耳距均比雌性大，且體長、頭寬和頭高之間存在顯著差異。因此，雄性周氏瞼虎的體型更大，說明其屬于雄性比雌性體型偏大的模式。產(chǎn)生兩性異形的原因有：性選擇假說、繁殖力假說、生態(tài)位分離假說（Starostovaet al.，2010；廖灝泓等，2013）。已有研究表明，頭部特征較大的蜥蜴獲得的交配機會更高（Bell & Zamudio，2012）。本研究觀察到雄性周氏瞼虎之間有打斗行為，且野外的雄性個體數(shù)量多于雌性，因此雄性個體之間可能通過競爭獲得與雌性交配的機會，進而推測周氏瞼虎體型的兩性異形支持性選擇假說。

4 結(jié)論

周氏瞼虎的繁殖策略為窩卵數(shù)1～2枚，年產(chǎn)多窩；繁殖期為3—10月。周氏瞼虎卵大小受到雌性的生理限制，孵化周期可能受到溫度的影響。周氏瞼虎的體型存在兩性異形，且雄性比雌性大，產(chǎn)生兩性異形的原因偏向于性選擇假說。

致謝：在項目執(zhí)行過程中得到海南省野生動植物保護管理局莫燕妮局長、王世力副局長和齊旭明科長等的大力支持；在實驗中得到海南師范大學本科生朱雁、李想、付敏玉、鄭雨薇的幫助；在文章修改中得到了海南師范大學涂飛云副研究員、博士研究生蹇麗的寶貴建議；在野外工作和生活中得到海南鸚哥嶺國家級自然保護區(qū)管理局領導及工作人員的關心和幫助，在此一并表示感謝。