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本研究从不同的角度、采用不同的研究方法对长江江豚(Neophcaenaphocaenoides asiaeorientalis)的生殖激素特别是类固醇生殖激素进行了研究,初步掌握了关于长江江豚性成熟、繁殖季节以及性周期等方面的生殖激素变化规律;同时本研究还对长江江豚生殖激素的研究方法进行了探讨,尝试并验证了粪便类固醇生殖激素监测在长江江豚生殖内分泌研究中的适用性;最后结合在本研究中获得的结果,对野生长江江豚的研究保护、对豢养江豚的繁殖管理和进一步的繁殖研究工作提出了相应建议。
本研究的主体内容包括五个部分:第一部分对野生长江江豚血液样本的生殖激素进行了分析研究,获得了关于长江江豚性成熟和生殖激素关系的一些基础数据,但是由于采样季节的限制未能就K江江豚生殖激素的季节变化规律做出全面的阐述。第二部分对白鱀豚馆饲养的3头长江江豚血液生殖激素的长期监测数据进行了分析,初步获得了长江江豚血液生殖激素的季节性变化规律,但是由于采样频率的限制,仍未能就雌性的排卵周期及其过程中各种生殖激素的相互关系进行深入探讨。第三部分对野生和豢养长江江豚生殖激素的研究结果进行了比较,发现野生和豢养江豚生殖激素水平存在一定差异,并对造成这种差异可能的原因进行了初步分析,推测在野生环境和人工环境中捕捉应激强度的不同可能是引起这种差异的一个主要原因。第四部分就捕捉操作对野生和豢养江豚造成的应激反应进行了评估,多项生理指标显示,遭受长时间驱赶后的野外江豚比豢养江豚产生了更为严重的应激反应,由此本文作者认为捕捉应激强度的差异是造成野外江豚和豢养江豚血液生殖激素监测结果差异的一个重要原因。考虑到捕捉应激对动物造成的影响,本文作者在本研究的第五部分尝试并验证了粪便激素监测这种非侵害性的技术手段在长江江豚生殖激素监测研究中的适用性;通过约一周年的粪便激素监测,本文作者不但发现了江豚妊娠期孕酮激素变化规律,而且还对雌性江豚的排卵周期进行了初步推算,并且对雄性江豚粪便睾酮激素的监测也获得了和血清睾酮监测完全一致的季节变化规律,基于这些初步的研究结果,本文作者认为粪便生殖激素代谢物监测是开展长江江豚繁殖研究的一种比较理想而且实用的技术手段。
本研究主要获得如下结果或结论:
1)性成熟
依据雄性江豚血清睾酮激素的波动情况,判断雄性长江江豚达到性成熟的体长约在134 cm到138 cm之间,性成熟的年龄约为5-6龄;未成熟雄性长江江豚血清睾丸酮激素水平17.3±27.9 ng/dL,在青春期和性成熟后血清基础值升高,平均值为217.8±276.8 ng/dL,繁殖季节可以攀升到1214.3±452.9 ng/dL(500-1745.2 ng/dL)。根据雌性江豚血清孕酮的变化情况,推测雌性长江江豚至少可以在体长130 cm时达到性成熟并受孕,达到性成熟的年龄可能在4-5.5龄之间。
2)性周期
结合对雄性江豚血清睾酮激素和粪便睾酮激素代谢物的监测结果,发现雄性江豚睾酮水平具有明显的季节变化规律,高峰期集中在4-7月份,明显的低谷从10月份到次年2月份;3月份以及8-9月份分别是雄性激素上升或下降的过渡阶段。通过粪便孕酮激素监测,发现长江江豚属于自发性排卵的动物,并且每个发情季节可能会有多次排卵过程;雌性江豚的发情季节从4月份一直持续到10月份;根据粪便孕酮激素含量的变化情况,估算雌性江豚排卵周期平均长度为23.2±4.5天,黄体期约为10±2天,而卵泡发育期约为9-16天。
3)妊娠
野生雌性长江江豚妊娠期血清孕酮浓度波动较大,平均值为43.9±28.3ng/mL(13.2—112.4 ng/mL),但可能受样品的限制,没有发现同妊娠期相关的明显规律。通过对豢养妊娠豚粪便孕酮激素代谢物监测并对照血清孕酮激素监测,发现在妊娠后期孕酮激素水平明显下降,该豚妊娠早期和中期血清孕酮水平平均值为66.1 ng/mL,后期为22.9 ng/mL;中期粪便孕酮激素代谢物含量为2.3±0.8μg/g,而后期则下降为1.0±0.3μg/g,具有显著性差异。
4)捕捉应激
驱赶捕捉可能对动物是一种持续的急性应激过程(continuous acute stress,CAS)。动物遭受强烈驱赶后肾上腺皮质激素升高,并影响动物的水盐代谢和能量代谢过程,血清甲状腺激素水平下降,fT4:fT3比例明显升高,谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性显著升高,蛋白质降解代谢过程加速。另外,遭受长时间快速追击后的动物血液肌酸激酶活性明显升高,说明追击可能会对动物造成一定的肌肉损伤。动物的免疫系统也会对应激刺激做出反应,表现为白细胞总数增加,中性粒细胞比例升高,嗜曙红细胞和淋巴细胞比例减少等。
5)繁殖与应激
对豢养江豚粪便皮质醇激素的监测研究发现,在妊娠期或发情季节动物粪便中皮质醇激素含量明显高于非繁殖季节,而且在雌性江豚发现粪便皮质醇激素和粪便孕酮激素呈显著的正相关关系,在雄性也发现粪便皮质醇激素和粪便睾酮激素的显著正相关关系;对动物血清皮质醇激素的比较研究也发现皮质醇水平可能存在季节变化,这可能说明江豚在繁殖季节对环境变化或外界刺激更为敏感。
6)生殖激素研究方法
每月一次的血清睾酮激素监测可以对人工饲养雄性江豚的性成熟、季节性繁殖规律等生理状态做出较为准确的判断,但是每月一次的采血频率不足以揭示雌性江豚排卵过程中各种生殖激素间复杂的动态关系。同时捕捉采血的应激刺激可能会对动物生殖激素研究结果产生明显影响。
通过训练,可以成功地采集到江豚粪便,且发现粪便采集训练对动物没有明显影响。粪便类固醇激素监测可以反映动物血清类固醇激素的变化,具有显著的生理意义。妊娠豚粪便孕酮激素代谢物监测获得了和血清孕酮监测完全一致的结果;对雄性江豚粪便睾酮激素监测也获得了和血清睾酮监测完全一致的季节变化规律,说明粪便类固醇激素监测是进行长江江豚生殖激素研究的一种比较理想的技术手段。