?脑形态的异速生长模型及随气候地理环境的变化趋势

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?(Hemiculter leucisculus)在中国的分布极其广泛,除西部高原外的各大淡水水系中均有分布。由于生活的环境之间差异极大,?在形态、生活史等方面会产生一定的差异。?是一种野生鱼类,基本无人工放殖,因此?是一种良好的探究环境适应性机制的模型物种。有研究表明,?的身体形状、生长速度等受外界环境的影响。从进化角度说,生物为了生存会调节自身以适应不同的环境,脑作为一种非常重要具有高度可塑性的感知器官,在生物对环境适应性方面发挥了重要的作用,但目前对于?脑在环境适应性方面的研究较少,因此本研究试图以脑为研究对象,用?为代表研究硬骨鱼类脑形态的表型可塑性。本研究以?为试验对象,利用传统形态计量学和几何形态计量学等方法探究了?脑在所研究的发育阶段中总的异速生长模型以及不同年龄段的异速生长模型,在排除年龄、大小等自身差异对嗅球、端脑基叶、视顶盖、小脑、下丘脑五个脑区及全脑的影响后,探究环境对脑生长模型、体积和端脑形态的影响。主要研究结果如下:(1)?脑(嗅球、端脑基叶、视顶盖、小脑、下丘脑)在所研究的阶段总体生长模式及三个年龄段的生长模式均为异速生长。(2)不同地区?种群脑的生长发育模式存在差异。随着温度的升高,嗅球、端脑基叶、视顶盖、下丘脑的生长速率均随之增快;但是随着温差的变大以及海拔的升高,上述四个脑区的生长速率随之下降;距海距离对五个脑区的生长速率均无显著影响。(3)?种群脑体积沿我国气候地理环境梯度存在显著的差异。南方种群比北方种群具有更大的端脑基叶、视顶盖、小脑和全脑以及更小的下丘脑,内陆地区?种群的嗅球和端脑基叶体积更大。不同气候地理梯度下?脑体积的差异表明:温度、温差、种群密度和食物短缺是导致?脑体积产生差异的重要因素。(4)端脑基叶形状沿我国气候地理环境梯度存在显著的差异。沿海地区和南方地区?的端脑基叶具有更加平齐的末端和横向上的伸长,内陆地区和北方地区?的端脑基叶具有更加凸起的末端和纵向上的伸长。食物相对匮乏的内陆地区和北方地区端脑基叶末端更为凸起以及纵向上的伸长,有利于其更好的捕获食物。综上所述,研究结果表明?脑在所研究的阶段中总体生长发育模式和三个年龄段的生长发育模式均为异速生长,?脑的生长规律、大小及端脑基叶形状沿气候地理环境梯度发生了适应性的变异。该研究为深入研究?脑的适应性机制提供了理论基础,为后续研究?的进化生态学、行为生态学以及二者的关系奠定了基础,为硬骨鱼脑的表型可塑性研究提供了参考。
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