不同光周期对大绒鼠身体组成和消化道形态的影响

张海姬+梅丽+侯东敏+谌立新+王政昆+朱万龙

摘要：动物的生命活动与光照周期息息相关，为了阐明光照对于横断山区特有种大绒鼠（Eothenomys miletus）的身体组成和消化道形态的影响。将两组动物分别在长光照和短光照条件下驯化28 d，分别测定了动物的体重、身体组成，消化道器官鲜重及干重和消化道长度。实验结果表明：驯化后体重、肝脏重量、小肠与盲肠重量等指标均为短光照组低于长光照组。以上结果说明短光照可以降低大绒鼠的体重，而短光组条件下大绒鼠体重的下降可能和其身体组成和消化道形态变化有关。

关键词：大绒鼠；光照；身体组成；消化道形态

中图分类号：Q95

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）14-0157-03

1 引言

光照周期的季节性变化作为重要的环境因子之一，对某些小型哺乳动物的形态和生理等特性的影响很大[1]。光是包括人在内的众多生物生存所必需的，许多生物体通过光感受器感受光线明暗的变化，并由此产生多种生命现象[2]。在由季节变化引起的环境其他因子的变化中，光周期是最为直接表现出昼夜节律和季节变化特征的因素之一[3]，是预测生物季节生理变化的一个最主要的环境因子[4]。目前，许多解剖学研究表明，脊椎动物具有明显的表型可塑性，以应对外界生态环境以及自身生理状态的变化[5]。

横断山特有的地质地貌等条件的地带性及非地带性变化，可能会使栖居在该地区的小型哺乳动物具有某些特殊的生理生态适应特征。大绒鼠（Eothenomys miletus）广泛分布于我国云南的横断山中部地区，是横断山地区的固有类群及典型代表[6]，多在夜间活动，营地在表浅层洞道，以鲜嫩的浆汁植物、草的根茎为主要食物[7]。本研究主要测定了不同光周期条件下大绒鼠的身体组成和消化道形态的变化，为该物种的生理生态适应机制的研究提供一些基础材料。

2 材料方法

2.1 实验动物

大绒鼠主要分布于横断山脉及附近，而本次实验动物大绒鼠捕自云南省西北部德钦县，地处横断山脉腹地。海拔在1800～2400 m，年平均气温为4.7℃，东经跨度98°3′56″～99°32′20″，北緯跨度27°33′44″～29°15′2″。德钦县属寒温带山地季风性气候，受海拔影响较大，随海拔的升高，气温降低，多数地区四季不分明，冬长夏短，干湿分明，此次采样地点分布于金沙江沿岸灌木丛中。

实验动物捕回后放置于云南师范大学动物饲养房白色半透明塑料盒内（每盒放1只动物，盒内无巢料）饲养。实验动物在饲养房适应两周后开始实验，实验动物随机分为两组：短光照组光照时间为8L：16D，长光照组光照时间为16L： 8D，驯化温度为25±1℃，驯化时间28 d，实验动物在驯化期间可以自由取食和饮水。实验前两组动物体重差异不显著（t=0.166， P=0.872）。

2.2 形态测定

实验持续28d后将动物断颈处死，称重，解剖，分别取出心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、盲肠、胃分别称量鲜重，大肠、小肠、盲肠、胃均平展开但不拉伸，用精密直尺（精确至1 mm）测量长度，之后纵剖各消化器官并用生理盐水充分冲洗内容物后用滤纸吸干水分并称量去内容物重。心、肝、脾、肺、肾和去内容物后的大肠、小肠、盲肠、胃放在锡箔纸上，放于电热鼓风干燥箱内，设置为60℃下烘干24 h后称重[8]。

2.3 数据分析

本实验数据采用SPSS13.0软件分析包进行分析。所有数据均符合正态分布。不同光照条件下的各种参数的差异均采用独立样本t检验进行分析。结果以平均值±标准误表示，其中P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

3 结果

3.1 体重及身体组成

长光照和短光照驯化实验对大绒鼠体重和身体组成的对比结果如表1所示，从测量数据可以看出光照时间的长短对体重的影响差异显著（t=-2.362， P<0.05），肝脏湿重影响差异显著（t=-2.527， P<0.05），其余脏器湿重与干重均差异不显著（P>0.05）。

3.2 消化道形态

光照时间长短驯化实验对大绒鼠消化道长度的影响如表2所示，光照对于大绒鼠的消化道长短变化影响均差异不显著（P>0.05）。

长光照和短光照驯化实验对大绒鼠的消化器官重量的影响如表3所示，光照时间的长短对小肠含内容物重影响差异显著（t=-2.600， P<0.05），盲肠干重差异极显著（t=-3.703， P<0.01），其余消化器官差异不显著（P>0.05）。

4 讨论

因光周期的季节性变化，动物的昼夜节律及季节节律也随之发生相应的变化，且在生理等方面进行相应的变化适应[9]，而动物的这种根据环境节律变化而发生生理变化的能力对生物个体来说是一种重要的适应特征[10]。体重的变化是动物对外界环境变化所做出的最直观的生理反应，随着环境条件和驯化条件的改变，动物的体重也会随之发生变化[11]。赵志军等关于布氏田鼠的研究结果也表明：短光照下动物的体重降低，可减少用于维持体重的能量消耗，是其适应环境变化的主要生存策略[1]。在本实验中，驯化实验后大绒鼠的体重差异极显著，短光照组的体重显著低于长光照组的体重，这可能与肝脏重、小肠重及盲肠干重下降有关。而德钦地处横断山地区，横断山脉位于温带地区，特殊的地形地貌及气候条件使得生活在该地区的动物与之相适应，栖息于其中的动物体重也会表现出明显的可塑性变化[12]。冬季光照时间较夏季短，而在沐远等的研究中，横断山地区冬季大绒鼠的体重比夏季轻[13]，与本实验趋势相同。

肝脏是动物重要的代谢器官，具有多种生理功能[14]。肝脏是动物重要的产热器官，肝脏重量的差异，表明动物产热能力不同，这样对环境的生理生态适应能力也不相同[14]。冬季光照时间较夏季短，杨再学等的研究显示黑线姬鼠肝脏重量夏季较高，冬季最低[14]。朱万龙等的研究表明大绒鼠的各器官重量均在6月份最大[15]。本实验中驯化后肝脏湿重差异显著，短光照驯化组的肝脏湿重显著低于长光照组。这可能说明大绒鼠对于不同光周期体重调节是不一样的，短光照可能意味着冬季的来临，而本实验的实验动物大绒鼠采集地为德钦，该地区到了冬季食物匮乏，大绒鼠在该条件下需要降低体重来减少自身的绝对能耗。同时肝脏在产热中起着非常重要的作用，但是该地区由于冬季的食物资源较差，大绒鼠可能通过适当的降低肝脏的重量来适应这一环境条件。但是并不是说该地区的大绒鼠会在冬季降低产热，大绒鼠可能通过增加肝脏的酶的活力，同样可以增加在冬季的产热能力。

小肠是食物消化和营养吸收的主要场所，其变化往往反映了动物对能量的需求，随能量需求的增加（如处于繁殖、低温时），小肠的反应最为剧烈[16]。作为食物消化吸收的场所，动物消化道形态结构与食性、食物质量及能量需求等密切相关，许多研究表明，消化道形态的改变在动物适应能量消耗增加或食物质量降低等方面占重要的地位[17]。本实验中小肠含内容物重差异显著，短光照驯化组的小肠含内容物重显著低于长光照组。盲肠是纤维素的发酵部位，主要反映食物质量的变化。当食物中纤维素含量高或低温驯化时，盲肠增大[18]。当外界环境发生变化时，许多小型哺乳动物可以通过调节消化道来适应食物质量的变化，如加快食物周转速率、改变消化道容积等[19]。本实验中盲肠干重差异极显著，短光照驯化组的盲肠干重极显著低于长光照组。大绒鼠小肠和盲肠在不同光周期条件下的变化说明大绒鼠在短光条件下，由于冬季食物资源的降低，大绒鼠没有足够的食物摄取，因此小肠的内容物重降低。冬季食物的不足也可以导致大绒鼠盲肠重量的降低，因为大绒鼠在食物不足的情况下生存，必要降低某些能量摄入器官的重量。而在实验室条件下食物质量较野外较好，纤维素含量较低，这也是盲肠的干重在短光条件下降低的原因之一。

综上所述，光照对于大绒鼠的身体组成和消化道形态具有影响，可以降低大绒鼠的体重、肝脏重量和消化道重量。大绒鼠的体重降低是和其身体组成和消化道形态的变化有关。

参考文献：

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