高寒草甸常见雀形目鸟类的孵化策略

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生活史进化理论的“质”与“量”之间的权衡暗示着有机体在一次繁殖后产生的后代对亲代适合度的贡献可能是相等的,即有机体采取的繁殖行为是“质”和“量”折衷的结果。鸟类繁殖行为是对所栖生活环境的适应和响应的结果,其包括卵的各种适应性进化,孵卵行为以及育幼行为。显然,鸟类的孵化行为是鸟类繁殖过程中重要环节之一。鸟类通过采取相应的策略为卵内胚胎发育提供合适的温度与湿度环境以及避免巢捕食,得到最大的孵化成功率。此策略受亲鸟繁殖能量、胚胎发育需求和捕食压力三个方面的影响。因为巢的微环境影响胚胎发育环境和巢暴露程度造成的巢捕食,卵的物理化学特性可以调节卵温、影响孵化期长短以及防止捕食,亲鸟的孵卵行为体现了亲鸟在自身能量需求(觅食)。因此,在亲鸟总的繁殖能量有限的条件下,鸟类在卵孵化方面的投入体现了巢、卵、孵卵行为三个方面的权衡与互补,在不同方面的投入偏好可以反映不同种鸟类适应环境的不同策略。为了探讨高寒草甸雀形目鸟类巢、卵、孵卵行为三个方面的权衡关系,本文在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站,选择9种常见的雀形目鸟类,进行巢型、卵壳特征和孵卵行为等方面研究。取得如下结果:  1.卵的反射率光谱范围为可见光(400~750nm)和短波近红外(750~1050nm)。卵在两个波段光谱的反射率差异极显著。在可见光范围内,除赭红尾鸲的波峰在绿色光范围内,其他物种都在黄色光范围内;在短波近红外范围内,反射率明显分为三组,以角百灵和小云雀的地面开放巢较高,黄嘴朱顶雀和黄腹柳莺的灌丛巢较低,其他种居中;开放巢及封闭巢的卵反射率在可见光范围无显著差异,但在短波近红外范围有显著差异。我们认为,在青藏高原高寒草甸生态系统,植被郁闭度低,地面营巢环境不利于巢与卵的遮阳,造成营开放度高的地面巢的鸟卵近红外反射率相对较高,而灌丛巢和封闭巢的雀形目鸟类相对较低,但各物种在可见光谱的卵反射率差异不显著。  2.7种鸟类卵壳厚度、卵体积与气孔密度均无显著相关性,卵重、卵体积与卵壳厚度呈显著正相关;平均卵重、卵壳厚度的差异与雌鸟体重成正相关,卵壳厚度及气孔率与窝卵数成负相关,气孔率与巢杯指数或巢型无显著相关性。卵表面积和总气孔数解释了大部分气孔率差异(87%),卵重和气孔率与孵卵期无显著相关,气孔率显著低于预期气孔率。这些结果表明,种间的遗传性(如成鸟的形态、窝卵数等)决定了大部分卵与卵壳特性的差异。另外,单纯的卵特性(卵体积和气孔率)并不能决定孵卵期的长短,亲鸟的孵卵行为同样具有重要的影响,角百灵虽然离巢频率相对较高,但是孵卵期却相对较短,这可能与其较高的气孔率有关。  3.小云雀巢内外温度与光照辐射均有显著差异,孵卵温度显著高于环境温度,而产具有高近红外反射率、保护色以及高气孔率的卵来进行生理上的适应,食物来源能够显著延长坐巢时间与缩短离巢时间,表明亲鸟在生理适应的前提下会调节孵卵行为更好的保证孵化成功率。  4.我们结果证明高寒草甸雀形目鸟类在选择孵化对策时与其巢环境息息相关,是依据卵的特征来调节亲鸟的孵卵节律,是巢—卵—孵卵行为相互权衡的结果。亲鸟通过行为适应来同时满足自身能量需求与胚胎发育需求,以适应各自不同的营巢环境,同时可以通过生理适应(产适宜于特定孵化环境的卵)来更好的分配与利用繁殖能量,以提高孵化成功率。
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