中华鳖胚胎可通过行为调节体温

上一篇 / 下一篇  2011-06-01 11:09:35

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  来自中国科学动物研究所、杭州师范大学及悉尼大学的研究人员最近在PNAS撰文挑战了胚胎缺乏主动行为调控能力的传统观点。他们在中华鳖(Pelodiscus sinensis)胚胎发育的研究中发现,这种习惯性认识并非事实,相反,胚胎能进行如成体“晒背”似的行为热调节。

  领导这一研究的是中科院动物研究所生态适应和保护生物学研究组的杜卫国研究员。其近年主要从事爬行动物的生活是进化、热生物学等研究,取得了系列成果,拓展了雌体繁殖决策、最适卵大小进化等理论研究,获浙江省高校科研成果奖4次。已发表80 余篇科学论文,其中SCI收录论文30余篇。

  鸟兽等恒温动物通过代谢产热控制自身体温,而爬行类等变温动物可通过行为调节自身体温。爬行动物成体和幼体能通过晒背等行为寻找温暖环境、提升自身体温。传统观点认为,与自由活动的胚后阶段动物不同,胚胎因缺乏运动能力而不能主动调控和选择环境。

  在自然界,中华鳖产卵于江河的堤岸,太阳照射(热源)常常来自巢的侧面而非正上方。那么,胚胎是否能够迁移到侧面以便最大限度地获得太阳热量?研究人员开展了实验室人工孵化和野外自然巢址模拟实验。在人工孵化实验中,在卵表面预先标记了卵内胚胎的初始位置,放入上方热源和侧面热源两个处理中,每隔3天取样,解剖观察胚胎位置,上方热源处理中的胚胎孵化过程中始终位于上方,而侧面处理中的胚胎先跟随胚胎朝左侧移动,当实验中期热源移至卵右侧时,胚胎又快速移向右侧,每天平均移动角度最大可至10度左右。自然巢址模拟试验将卵放置于平面和斜面两种巢内,斜面巢内卵分为两个处理:胚胎初始位置与入射阳光的角度为45或90度。研究发现,平面巢内胚胎朝上,而斜面巢内胚胎向太阳光入射方向迁移,而且90度处理的迁移角度显著大于45度处理。

  该研究的主要贡献在于发现动物在胚胎阶段就能通过行为来主动掌握自己的命运,比人们原来预料的要早得多。行为热调节可以使胚胎获得适宜温度环境,加速发育和孵出高适合度后代,具有重要的适应意义。此外,如果具有温度依赖型性别决定机制的爬行动物胚胎(如龟等)也能开展行为热调节,那么胚胎甚至可能可以控制自身性别。


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