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动物对环境的生理适应及其多样性一直是生理生态学和进化生理学研究的核心问题。陆地环境中多变的水分条件和环境温度条件极大的影响了哺乳动物生存、分布和繁殖。如何在变化的环境中维持水分平衡对陆生哺乳动物,尤其是温带干旱地区的小型啮齿类来说是巨大的挑战。为理解内蒙古草原的啮齿动物对环境中水分条件的适应特点,本研究以主要分布于该地区的长爪沙鼠(Merionesunguiculatus)、布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)、小毛足鼠(Phodopusroborovskii)、坎氏毛足鼠(Phodopus campbelli)和黑线仓鼠(Cricetulusbarabensis)为研究对象,测定了5种动物肾脏形态学指标、肾单位密度指标和尿液渗透压等,比较分析了肾脏形态结构、功能及其与栖息地环境之间的关系。在此基础上,我们还通过短期和长期热中性区温度驯化,进一步研究了长爪沙鼠的水分代谢特征。获得的主要结果和结论如下: 1、五种啮齿动物的肾脏髓质厚度,呈现从典型草原地区、半荒漠地区至荒漠和沙漠地区逐渐增加的趋势,干旱地区动物的尿液渗透压较高。五种动物的皮质肾单位密度无显著差异。近髓肾单位密度统计显示,黑线仓鼠大于小毛足鼠和坎氏毛足鼠,布氏田鼠与长爪沙鼠居中。啮齿动物的肾脏形态指数和组织学指数可以在一定程度上反映哺乳动物肾脏浓缩尿液的能力,表明不同物种可通过肾脏的形态或组织结构的调整,来应对环境的水热变化。 2、在短期(3小时)热中性区温度暴露条件下,37℃暴露组的长爪沙鼠体重降低,体温升高,摄食量和饮水量未发生显著变化;肾脏重量升高,肺脏重量降低,舌下腺重量降低。27℃暴露组的动物体重、体温、摄食量、饮水量和各器官重量没有显著变化。热中性区温度(27℃和37℃)短期暴露条件下长爪沙鼠体水含量、体脂含量、血清渗透压和抗利尿激素浓度以及肾脏中AQP1和AQP2表达量未发生显著变化。 3、在长期(21天)热中性区温度驯化条件下,37℃驯化组的长爪沙鼠体重在第9天显著降低,体温降低,静止代谢率下降;肾脏重量降低,腮腺重量降低。27℃驯化组的动物体重、体温和各器官重量没有显著变化。长期热中性区温度(27℃和37℃)驯化条件下长爪沙鼠体水含量、体脂含量、血清渗透压和抗利尿激素浓度以及肾脏中AQP1和AQP2表达未发生显著变化。 综上所述,本研究明确了五种小型啮齿动物肾脏形态特征与其生存环境水分可利用性之间的关系,生活于内蒙古较干旱地区的小型啮齿动物,有较厚的肾髓质和较高的尿液浓缩能力。长爪沙鼠在我国北方分布较广,具有较宽的热中性区,且具有较高的尿液浓缩能力。在热中性区温度内,其主要通过改变体温和代谢率,减少蒸发失水需求,从而在较高温度下维持体内水分平衡,同时肾脏生理功能保持稳定。野外条件下不同季节和不同地区测定结果也表明,长爪沙鼠肾脏始终保持较强的节水能力。