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生活在高海拔寒冷地区的血雉(Ithaginis cruentus)是雉科鸟类中罕见以苔藓为食的物种,雌鸟及其胚胎均具有超强的抗寒能力,苔藓中含有较高浓度可以提高动物抗冻性的花生四烯酸(ARA)。本文以川西高原巴塘海子山的血雉及其取食的苔藓为研究对象,通过对比分析血雉和苔藓的各种抗冻性生理指标,探究血雉取食苔藓与其抗冻性的关系。
首先采用基于可操作分类单位(Operable Taxonomic Unit, OTU)的分子生态学技术对血雉粪便中的苔藓植物进行定性和相对定量分析,从而确定血雉的食物组成,结果表明:(1)血雉食物中含有最多的植物是百合纲(Liliopsida),其相对丰度为32.839%,藓纲(Bryopsida)的相对丰度为15.192%;(2)在苔藓植物中藓纲占绝大多数,并且藓纲中羽藓属(Thuidium)最多,其相对丰度为10.391%。根据血雉生境中生长的苔藓种类,以大羽藓(Thuidium cymbifolium)和三洋藓(Sanionia uncinata)为研究对象,其中大羽藓代表血雉最喜食苔藓,三洋藓代表偶尔取食苔藓,并以血雉不取食的纤枝短月藓(Brachymenium exile)和疣肋曲柄藓(Campylopus schwarzii)作为对照。此外,选择不吃苔藓且分布海拔低于血雉(即抗冻性较低)的雉鸡(Phasianus colchicus)作为血雉的对照物种。
采用气相色谱法测定苔藓、血雉肌肉和雉鸡肌肉中的ARA等脂肪酸(FA)含量,结果表明:(1)雌性血雉肌肉中的FA、多不饱和脂肪酸(PUFA)和ARA含量均明显高于雄性血雉;(2)血雉的FA、PUFA、ARA含量及占比高于雉鸡;(3)FA含量大羽藓>三洋藓>不取食苔藓;PUFA大羽藓>不取食苔藓>三洋藓;ARA含量及占比大羽藓>三洋藓>不取食苔藓。其中大羽藓的ARA含量极显著高于不取食苔藓(P<0.01)。说明鸟类的抗冻性随着其体内ARA浓度的增加而增强;血雉对苔藓的喜食程度与苔藓中的ARA含量呈正相关趋势。
采用酶联免疫分析方法测定其它各项抗冻性生理指标,结果表明:(1)血雉的钙离子ATP酶(Ca2+-ATPase)和钙调素(CaM)均高于雉鸡,前列腺素E(PGE)和前列腺素F2a(PGF2a)低于雉鸡;(2)大羽藓的Ca2+-ATPase(P<0.01)最高,PGE(P<0.01)和PGF2a(P<0.01)最低;不取食苔藓PGE(P<0.01)和PGF2a(P<0.01)最高。
采用液相色谱法测定苔藓中的氨基酸含量,结果表明大羽藓的总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)、呈味氨基酸(DAA)含量以及DAA占氨基酸总量的比例均最低,说明血雉对苔藓的喜食程度与苔藓的营养价值和口感无关。
血雉与大羽藓中的多项抗冻性生理指标含量变化一致,表明血雉抗冻性可能与其所食苔藓有关。结果对揭示血雉胚胎超强耐寒能力的机理和进一步研究其他动物耐寒机理有一定参考意义。
首先采用基于可操作分类单位(Operable Taxonomic Unit, OTU)的分子生态学技术对血雉粪便中的苔藓植物进行定性和相对定量分析,从而确定血雉的食物组成,结果表明:(1)血雉食物中含有最多的植物是百合纲(Liliopsida),其相对丰度为32.839%,藓纲(Bryopsida)的相对丰度为15.192%;(2)在苔藓植物中藓纲占绝大多数,并且藓纲中羽藓属(Thuidium)最多,其相对丰度为10.391%。根据血雉生境中生长的苔藓种类,以大羽藓(Thuidium cymbifolium)和三洋藓(Sanionia uncinata)为研究对象,其中大羽藓代表血雉最喜食苔藓,三洋藓代表偶尔取食苔藓,并以血雉不取食的纤枝短月藓(Brachymenium exile)和疣肋曲柄藓(Campylopus schwarzii)作为对照。此外,选择不吃苔藓且分布海拔低于血雉(即抗冻性较低)的雉鸡(Phasianus colchicus)作为血雉的对照物种。
采用气相色谱法测定苔藓、血雉肌肉和雉鸡肌肉中的ARA等脂肪酸(FA)含量,结果表明:(1)雌性血雉肌肉中的FA、多不饱和脂肪酸(PUFA)和ARA含量均明显高于雄性血雉;(2)血雉的FA、PUFA、ARA含量及占比高于雉鸡;(3)FA含量大羽藓>三洋藓>不取食苔藓;PUFA大羽藓>不取食苔藓>三洋藓;ARA含量及占比大羽藓>三洋藓>不取食苔藓。其中大羽藓的ARA含量极显著高于不取食苔藓(P<0.01)。说明鸟类的抗冻性随着其体内ARA浓度的增加而增强;血雉对苔藓的喜食程度与苔藓中的ARA含量呈正相关趋势。
采用酶联免疫分析方法测定其它各项抗冻性生理指标,结果表明:(1)血雉的钙离子ATP酶(Ca2+-ATPase)和钙调素(CaM)均高于雉鸡,前列腺素E(PGE)和前列腺素F2a(PGF2a)低于雉鸡;(2)大羽藓的Ca2+-ATPase(P<0.01)最高,PGE(P<0.01)和PGF2a(P<0.01)最低;不取食苔藓PGE(P<0.01)和PGF2a(P<0.01)最高。
采用液相色谱法测定苔藓中的氨基酸含量,结果表明大羽藓的总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)、呈味氨基酸(DAA)含量以及DAA占氨基酸总量的比例均最低,说明血雉对苔藓的喜食程度与苔藓的营养价值和口感无关。
血雉与大羽藓中的多项抗冻性生理指标含量变化一致,表明血雉抗冻性可能与其所食苔藓有关。结果对揭示血雉胚胎超强耐寒能力的机理和进一步研究其他动物耐寒机理有一定参考意义。