黑线毛足鼠(Phodopus sungorus)响应光周期变化与限食的能量策略的个体差异与权衡

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为了应对由冬季低温与食物匮乏所带来的挑战,动物进化出了不同的能量策略,如迁徙、换毛、贮食、储脂和蛰眠等,但个体间可能存在差异,且不同策略之间可能存在一定的权衡。有研究者认为,黑线毛足鼠(Phodopus sungorus)的贮食和日蛰眠等能量策略之间可能存在权衡。本文探究了暖温长光(20±2℃,L:D=16:8)自由取食、低温短光(10±2℃,L:D=8:16)自由取食与限食条件下,贮食行为与蛰眠的个体差异与权衡,以及不同表型的个体间肠道微生物的差异。本文测定了温度与光周期、性别和限食对该物种的贮食量、摄食量、体重、体重变化量、体核温度与活动性的影响。结果显示:1)环境温度与光周期变化对黑线毛足鼠的体重不会产生影响。雄性黑线毛足鼠体重大于雌性,但两性间摄食量没有差异;雌性的基础代谢率、体核温度、活动性大于雄性。在低温短光环境下,所有个体的摄食量都有所增加,但贮食并没有变化。摄食量的增加是导致个体在低温短光环境下体重增加的原因之一。2)在自由取食阶段,动物均未产生自发蛰眠;在进入限食70%阶段仅有极少数个体出现蛰眠,当进入50%阶段后,开始出现大量个体表达蛰眠。所有个体的体核温度随着由于限食的增加导致表达蛰眠的个体逐渐增加,在50%阶段体核温度显著降低。活动性均随着限食程度的增加而显著增加,这可能是由于个体对食物的渴望所导致的。而在限食后出现了个体死亡的现象,说明若动物不能及时启动蛰眠节约能量,可能就会死亡。3)非蛰眠组在暖温长光、自由取食阶段的摄食量及体重的增加量高于蛰眠组,说明它们可能倾向于在环境适宜的情况下储存内部脂肪,并在低温短光环境下将脂肪作为内部能量来适应不利的环境变化。相反,蛰眠组在响应不利环境时,会降低体温通过表达蛰眠来节约能量。同时,表达蛰眠可能有利于为繁殖储存能量,蛰眠组的个体比非蛰眠组的繁殖时间间隔更短。4)个体在低温短光环境下,选择的生存策略是有所不同的。群体中存在着四种个体,分别是贮食且蛰眠(约占24%)、贮食但不蛰眠(约占13%)、不贮食但蛰眠(约占39%)、不贮食也不蛰眠(约占24%)的个体。动物并没有更倾向于选择贮食或蛰眠其中的某一种。贮食行为与蛰眠无关,至少与限食性蛰眠之间不存在权衡。表现在选择贮食的个体并没有更倾向于不蛰眠,蛰眠组的贮食量没有显著差异。5)在暖温长光不限食条件下,蛰眠和非蛰眠个体的肠道微生物有组间差异,这可能与二者在该阶段的摄食量差异有关。所有个体在暖温长光不限食环境中时的肠道微生物与低温短光限食环境中的有显著差异(例如,变形菌门、拟杆菌门与疣微菌门),说明这些差异主要受到了温度、光周期与限食的影响。
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