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同域物种竞争在物种共存中发挥着重要作用。物种共存机制研究一直是生态学领域的研究热点。种间信号分化有利于减轻同域分布种间的资源竞争和生殖互作,对物种共存具有重要意义。化学通讯被认为是各个动物类群中最普遍的通讯方式之一。化学通讯依靠化学信号传递了大量种属信息,在调节动物的生存竞争和繁殖竞争中发挥着重要作用。近缘种间配偶选择信号具有很高的近似性,在进行二次接触时,种间信号识别可能会出现错误,导致不当的种间求偶、交配或者攻击行为,错配选择的结果可能会造成同域分布近缘种的求偶信号和配偶偏好的分化。这种种间信号的分化有利于同域分布近缘种间的物种识别和性识别,从而削弱种间竞争达到共存。作为哺乳动物中种类最多,分布最广的一个类群,啮齿动物为研究物种共存及其机制提供了很好的素材。 黄胸鼠(Rattus tanezumi)和褐家鼠(R.norvegicus)是近缘种且在我国部分地区同域分布。近些年黄胸鼠北扩现象明显,而且在部分地区已经取代褐家鼠成为优势鼠种。本文以野生黄胸鼠和褐家鼠为对象,实验室条件下模拟二者的共存,运用行为学、液相色谱、生物化学及分子生物学等手段研究化学信号介导的种间互作对黄胸鼠和褐家鼠行为及生理反应的影响。 主要研究内容和研究结果如下: 第一、嗅觉偏好:Two-choice行为测试结果显示黄胸鼠雄鼠和褐家鼠雄鼠尿液的挥发性气味和接触性化学信号都涉及到种间嗅觉识别。两种鼠的雄鼠受到对方种气味长期刺激之后,褐家鼠雌鼠对雄鼠尿液中非挥发性成分的偏好发生变化,黄胸鼠雌鼠的选择没有变化。 第二、雄鼠尿液化学信号差异。GC-MS分析结果表明褐家鼠和黄胸鼠尿液中所含的挥发性成分近似,但是不同成分含量出现了显著分化。此外,气味刺激造成两种鼠少量挥发性成分含量上的改变。 SDS-PAGE及IEF分析结果表明,褐家鼠尿液中所含的总MUPs含量和类型均显著高于黄胸鼠。而气味刺激造成褐家鼠一个MUPs亚型的表达上调,黄胸鼠MUPs未出现显著变化。 第三、肝脏MUPs的表达变化和血液激素水平变化。RT-PCR结果显示褐家鼠肝脏中MUPs的mRNA表达量显著高于黄胸鼠,而且气味刺激造成两种鼠肝脏中MUP5的表达出现显著变化。酶联免疫反应结果显示黄胸鼠血液皮质醇含量均显著高于褐家鼠。气味刺激未引起黄胸鼠和褐家鼠血液皮质醇含量的显著变化。 第四、海马中相关基因的表达变化:RT-PCR分析发现气味刺激后F3代黄胸鼠海马中BDNF的mRNA表达显著上调,F2代褐家鼠海马中GR的mRNA表达显著上调。 以上研究表明,黄胸鼠和褐家鼠尿液信号的分化促进了这两种鼠的种间识别和性识别。这种种间识别信号的分化可能有利于二者同域分布条件下的共存。此外,同等刺激条件可能不会引起黄胸鼠的应激反应,从而在种间竞争中处于优势地位。这也部分解释了黄胸鼠逐渐北扩及在某些同域分布区成为优势种的现象。