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動(dòng)物過冬各出奇招?鼠兔的卷王行為來了……

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-08-19 23:31:15    作者:孫凱楠    瀏覽次數(shù):37
導(dǎo)讀

出品:科普我國制作:王德華(山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院)監(jiān)制:我國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心青藏高原的冬天非常嚴(yán)酷,高寒低氧,食物還很缺乏,如此嚴(yán)酷的環(huán)境對(duì)動(dòng)物的生存是嚴(yán)酷的生理學(xué)挑戰(zhàn)。為了過冬,動(dòng)物們可謂是

出品:科普我國

制作:王德華(山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院)

監(jiān)制:我國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

青藏高原的冬天非常嚴(yán)酷,高寒低氧,食物還很缺乏,如此嚴(yán)酷的環(huán)境對(duì)動(dòng)物的生存是嚴(yán)酷的生理學(xué)挑戰(zhàn)。

為了過冬,動(dòng)物們可謂是各出奇招。

有些物種如燕子等,會(huì)在冬季來臨前飛向溫暖的南方悠閑過冬;有些物種如旱獺、黃鼠、刺猬、蝙蝠、蜂鳥等,會(huì)采取冬眠(或蟄眠)的方式度過嚴(yán)冬。

而有些物種則通過提高生理抵抗能力或行為調(diào)節(jié)度過嚴(yán)冬,如提高自身產(chǎn)生熱量的能力,建筑保暖的巢,貯存足夠的食物等。

還有的動(dòng)物會(huì)減少巢外活動(dòng)時(shí)間,降低體重等,甚至通過聚群來抱團(tuán)取暖的方式,減少自身的總能量需求。

但是,也有一些小型恒溫哺乳動(dòng)物,既不冬眠,也不囤食物,比如青藏高原上的高原鼠兔。她們的體溫相對(duì)較高,甚至一年四季都在地面活動(dòng)。

鼠兔是如何克服寒冷,順利過冬的呢?這一直是科學(xué)家很感興趣的問題。

最近,我國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、動(dòng)物研究所和西北高原生物研究所組成的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過13年的合作研究,初步揭示了高原鼠兔成功越冬的奧秘之一——吃牦牛的糞便。

吃多點(diǎn)保暖過冬?不需要!

高原鼠兔是一種既像小鼠又像兔子的小家伙,屬于兔形目鼠兔科鼠兔屬,體重約150克左右(體重范圍是110克-210克),小巧玲瓏,性情溫順,比家兔敏捷不少。高原鼠兔分布在青藏高原3000米-5100米的地區(qū),作為植食性動(dòng)物,她是嚴(yán)格的“素食主義者”。

研究發(fā)現(xiàn),高原鼠兔的生存代價(jià)很高。她沒有冬眠的習(xí)慣,一年四季都在地面活動(dòng)、尋找食物,和其他小動(dòng)物相比,高原鼠兔的體溫比較高、代謝水平也較高。

最開始,科學(xué)家猜測(cè),在異常寒冷的冬天,鼠兔需要更多的能量來維持生存和高而恒定的體溫,因而需要的食物量也會(huì)增加。

研究人員采用雙標(biāo)記水的穩(wěn)定性同位素方法,在野外測(cè)定了自由活動(dòng)的高原鼠兔在冬季和夏季的每日能量消耗。

測(cè)定結(jié)果讓科學(xué)家們十分意外。平均來看,冬季的環(huán)境溫度要比夏季要低25oC,但高原鼠兔在冬季的能量消耗不但沒有增加,反而比夏季降低了30%左右,也就是說,冬天的鼠兔只取食了夏季食量的三分之二那么多,就成功維持了恒定的體溫。

在愈發(fā)寒冷的冬季,鼠兔的能量消耗反而變低了,這是為什么呢?

為了弄清這個(gè)謎團(tuán),研究團(tuán)隊(duì)在鼠兔的腹腔內(nèi)埋置了體溫記錄裝置、活動(dòng)自動(dòng)記錄設(shè)備,以此來長時(shí)間監(jiān)測(cè)小鼠兔們的體溫與活動(dòng)性變化;同時(shí),在野外對(duì)她們的地面活動(dòng)進(jìn)行錄像。

結(jié)果科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),鼠兔不僅會(huì)在冬天降低自己體溫,還會(huì)減少活動(dòng)。通過測(cè)定還發(fā)現(xiàn),冬季鼠兔的代謝水平也降低了。

這樣就得出了結(jié)論:在冬季,高原鼠兔總能量消耗的下降,主要是通過降低代謝水平、降低體溫和減少地面的活動(dòng)量來實(shí)現(xiàn)的。

可是,在觀察鼠兔地面活動(dòng)的過程中,研究人員偶然發(fā)現(xiàn),鼠兔的食物好像……有些奇怪?

你沒看錯(cuò),這幅“屎”詩級(jí)畫面,記錄著可愛的鼠兔取食耗牛粑粑的瞬間。

蹭飯王的終極境界:吃對(duì)手的粑粑!

盡管有些驚訝,科研人員還是對(duì)鼠兔這位不一般“干飯人”的進(jìn)食行為展開了研究。

“干飯人 干飯魂 鼠兔真是人上人”……可平時(shí)吃草的高原鼠兔為什么要吃牦牛的糞便,這有什么作用?

是因?yàn)橄矚g牦牛的氣味兒?還是單純的愛吃“翔”?(啊這個(gè)可能不太合理……)

其實(shí),從越冬的生存目的來分析,我們就明白了。因?yàn)椋绻笸媚軌蛉∈酬笈5募S便,冬天就有了額外的能量來源。

為了證實(shí)這個(gè)想法,團(tuán)隊(duì)在野外用攝像機(jī)持續(xù)拍攝了鼠兔的地面活動(dòng)和取食行為,多次發(fā)現(xiàn)鼠兔在啃食牦牛的糞便。

此外,他們采用了分子生物學(xué)的技術(shù),分析了鼠兔的胃內(nèi)容物,發(fā)現(xiàn)鼠兔的胃內(nèi)容物中有牦牛的DNA,這樣就證實(shí)了鼠兔取食牦牛糞便的事實(shí)。

通過進(jìn)一步分析鼠兔和牦牛的腸道微生物的組成,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在冬季取食了牦牛糞便的高原鼠兔,她們的腸道微生物組成變得與牦牛的微生物組成很相似了。這說明高原鼠兔取食牦牛的糞便,不僅可以作為能量的補(bǔ)充,還能夠影響其腸道微生物組成,從而進(jìn)一步改變其營養(yǎng)和代謝等生理學(xué)功能。

除此之外啊,研究團(tuán)隊(duì)們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象:冬季,在牦牛密度高的地區(qū),高原鼠兔的數(shù)量會(huì)更多,并且她們跑到寒冷地面上活動(dòng)的頻率會(huì)更少。

實(shí)際上,牦牛和鼠兔都是取食牧草的物種,在食物資源上是存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的。如果一方吃得多了,必然會(huì)影響到另一方的食物資源,如此說來,同一區(qū)域的牦牛數(shù)量多,鼠兔數(shù)量應(yīng)該越少才是。

而本應(yīng)搶奪草類的兩位競(jìng)爭(zhēng)者——牦牛和鼠兔,居然能打破這個(gè)“反比例”關(guān)系,變成了牦牛數(shù)量多,鼠兔數(shù)量也多的狀況,這就是因?yàn)槭笸谩捌孑狻钡娘嬍辰Y(jié)構(gòu)了。

如果牦牛們能說話,她們也許會(huì)發(fā)出這樣的牢騷:“鼠兔不講武德,居然吃我這個(gè)對(duì)手的粑粑!

因此,通過鼠兔在冬季取食牦牛糞便作為能量補(bǔ)充的事實(shí),就可以很好地解釋,為何家養(yǎng)牦牛密度高的地區(qū),鼠兔數(shù)量也多的奇怪現(xiàn)象了。

正是由于鼠兔們?nèi)∈酬笈<S便的行為,才使得其種群在牦牛密度高的地方也能夠繁盛起來,兩個(gè)物種之間,有競(jìng)爭(zhēng)也有合作。

這個(gè)發(fā)現(xiàn),為理解青藏高原動(dòng)物種間的互惠共生關(guān)系、生物多樣性的維持、以及生態(tài)系統(tǒng)的功能等重要生態(tài)學(xué)問題,都提供了新的視角。作為一名研究者,不禁想問:神奇的大自然,神奇的萬物,你還有多少驚喜等待我們發(fā)現(xiàn)?

來源: 科普我國網(wǎng)

 
(文/孫凱楠)
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