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伊比利亚猞猁(L. pardinus)曾濒危,年龄测定对其种群保护意义重大。研究人员基于牙齿发育,结合牙髓腔填充分析,对现代和化石样本研究。结果为其年龄分类提供新方法,有助于了解种群动态和行为。该成果对保护和再引入工作意义深远。
在广袤的大自然中,伊比利亚猞猁(Lynx pardinus)曾是濒危物种的典型代表。21 世纪初,其数量锐减,全球不足百只,仅存于西班牙南部。尽管在密集的保护计划下,如今数量有所回升,超过 1600 只,分布范围扩展至西班牙和葡萄牙,但追溯到更新世晚期和全新世早期,它曾广泛分布于伊比利亚半岛、法国东南部和意大利等地。伊比利亚猞猁是独居且具有领地意识的动物,主要以兔子为食,繁殖具有季节性,幼崽需要大量的母性关怀。
对于伊比利亚猞猁的研究,年龄测定至关重要。它不仅能帮助评估种群动态,为保护管理者提供关键信息,助力濒危种群的保护工作,还能深入洞察种群的增长和稳定性。然而,传统的年龄测定方法存在诸多局限。基于牙齿萌出和替换、牙骨质环计数或恒牙磨损分析的方法,易受环境因素影响。例如,利用牙骨质环计数的方法虽然能得出较为精确的结果,但该技术具有侵入性,会破坏化石样本,不利于化石的保存;而基于牙齿替换的发育阶段划分,由于缺乏与年龄的直接关联,在死亡率分析中的应用也受到限制。这些问题促使研究人员探索更准确、非侵入性的年龄估计方法。
为了解决这些难题,来自马德里康普顿斯大学(Universidad Complutense de Madrid)、布尔戈斯大学(Universidad de Burgos)、巴塞罗那大学(Universitat de Barcelona)等机构的研究人员展开了深入研究。他们旨在开发一种基于牙齿的猞猁年龄测定方法,该方法既能适用于现代样本,也能应用于化石样本,同时还能推断其行为习性。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过对来自马德里自然科学博物馆(Museo de Ciencias Naturales de Madrid,MNCN)和多尼亚纳生物站(Estación Biológica de Do?ana,EBD - CSIC)的现代伊比利亚猞猁样本进行 X 射线成像,观察牙齿发育和萌出 / 替换模式,以此为基础建立了个体发育分类体系。其次,借鉴先前在其他食肉动物中应用的牙髓腔填充分析方法,研究人员针对伊比利亚猞猁的上下裂齿,计算上第四前臼齿(P4)和下第一臼齿(m1)的牙髓腔填充指数,并通过序数逻辑回归方程来估计发育阶段。最后,将这些方法应用于两个来自更新世晚期的化石样本群体,即位于加泰罗尼亚的 Terrasses de la Riera dels Canyars(TC)遗址和 Cova del Gegant(CG)洞穴遗址。
研究结果
- 现存样本牙髓腔闭合分析:研究人员对 28 个现存样本的P4远端根、m1的近中根和远端根进行分析,获取了相应的牙髓腔填充指数。结果显示,各阶段样本的指数值存在一定重叠,但总体上,指数值与发育阶段呈显著负相关。例如,P4远端根的指数值,最年幼的阶段 B 样本最高,而亚成年到成年的阶段 C 样本最低,Spearman 相关性系数r=?0.90,p<0.05,表明两者之间存在很强的负相关关系。m1的近中根和远端根也呈现类似趋势,相关性同样显著。
- 年龄模型:序数逻辑回归:利用序数逻辑回归,研究人员建立了基于指数值预测发育阶段的模型。对于P4远端根,模型系数x=?42.61,根据截距确定了不同阶段的临界值。如指数值大于 0.72 的样本被归类为阶段 B,在 0.72 - 0.57 之间的为阶段 C 等。该模型对P4远端根样本的预测准确率达到 80%。对于m1近中根,模型系数x=?42.63 ,临界值有所不同,其预测准确率为 82.6%,比P4远端根模型更准确。而对于m1远端根,由于某些阶段样本的指数值存在特殊情况,模型无法直接应用,研究人员通过设定指数值范围来对样本进行分类。
- 化石组合分析:对 TC 和 CG 遗址的化石样本进行分析,研究人员确定了最小个体数(Minimum Number of Individuals,MNI)。TC 遗址的 44 个样本对应的 MNI 为 16,其中成年个体占比最多,达 68.6%(阶段 E),还有部分幼年、亚成年和新生儿个体。CG 遗址的 11 个样本对应的 MNI 为 7,成年个体占 71.4%(阶段 E),也有新生儿和幼年个体。通过计算牙髓腔厚度指数并应用临界值,预测的阶段与基于牙齿发育分析得出的分类结果相符。
研究结论与讨论
研究人员成功建立了伊比利亚猞猁的个体发育分类体系,明确了不同年龄阶段对应的牙齿发育特征和行为习性。例如,阶段 A 代表新生儿或婴儿期,幼崽在巢穴中由母亲照顾;阶段 B 的幼崽开始走出巢穴,尝试固体食物并跟随母亲短途外出;阶段 C 的幼崽逐渐独立,学会捕猎;阶段 D 标志着向亚成年的过渡;阶段 E 则表示成年,达到性成熟。
牙髓腔闭合分析为伊比利亚猞猁的年龄估计提供了一种可靠的替代方法。与传统的线性回归方法相比,序数逻辑回归模型在分析年龄范围时具有更高的预测准确性,能有效对现存和化石样本进行分类。
通过对化石样本的分析,研究人员发现 TC 遗址的种群结构更接近生活结构种群,而 CG 遗址的死亡率分布与季节性死亡率相符,进一步证实了该洞穴曾作为繁殖巢穴的假设。这表明伊比利亚猞猁种群能够适应不同的区域环境,体现了其生态可塑性。
该研究成果对于伊比利亚猞猁的保护和研究具有重要意义。新的年龄分类方法有助于准确评估现存种群中幼崽的生存能力,了解影响食肉动物种群脆弱性的因素,为改进保护工具、制定科学的管理和繁殖策略提供有价值的信息,从而促进伊比利亚猞猁种群的可持续发展。同时,该研究也为古生态学研究提供了新的思路和方法,有助于更深入地了解伊比利亚猞猁在过去的生态角色和行为模式。