年龄与性别对红嘴鸥（Chroicocephalus ridibundus）心脏与身体形态计量学的影响研究

《Scientific Reports》：Morphometrics of body and heart in a wild living bird, the black-headed gull Chroicocephalus ridibundus, in relation to age and sex

本研究针对野生鸟类心血管疾病诊断缺乏参考数据的现状，以红嘴鸥（Chroicocephalus ridibundus）为模型，系统研究了其心脏和身体形态计量学特征在年龄（雏鸟、幼鸟、成鸟）和性别间的变异。研究发现心脏变量随年龄增长而增加，但心脏比例以雏鸟最高；成年雌性在部分心脏壁厚度参数上显著高于雄性。该研究为首个提供红嘴鸥心脏发育综合参考数据集的工作，对兽医病理诊断（如尸检、影像学检查）具有重要意义，并为理解鸟类对需氧运动能力的适应提供了新见解。

　　

在禽类中，心血管疾病是家养、笼养乃至野生鸟类中一个常见且严峻的健康问题。然而，与家禽或某些鹦鹉、猛禽相比，关于野生鸟类，尤其是中等体型雀形目以外物种的心脏大小、质量及其他形态学指标的参考数据极为匮乏或根本不存在。这种数据的缺失严重制约了兽医对鸟类心血管系统进行准确诊断的能力，特别是在面对禽流感（如H5N1）等疫情导致野生鸟类大量死亡，或个体被送往动物康复中心需要进行健康评估时。红嘴鸥（Chroicocephalus ridibundus）作为一种常见于城市化环境的中型鸥类，因其群居习性、性二态性，以及在高致病性禽流感疫情中表现出的高死亡率而成为重要的研究对象。那么，红嘴鸥的心脏在不同生长阶段是如何发育的？雄性和雌性个体之间是否存在心脏结构的差异？哪些身体尺寸指标可以可靠地预测其心脏大小？这些问题对于建立该物种的心脏健康基线、理解其生理适应性至关重要。

为了回答这些问题，由Piotr Indykiewicz、Agnieszka Chtodowska和Dariusz Jakubas组成的研究团队开展了一项系统的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员在2021年至2023年间，从波兰北部的三个红嘴鸥繁殖地收集了自然死亡的个体作为样本，包括56只成年个体（24雄，32雌）、29只28-35日龄的幼鸟和18只1-3日龄的雏鸟。通过对这些样本进行解剖，获取心脏并进行详细的宏观测量（如质量、长度、宽度、心室壁厚度等）以及组织学切片和显微镜下测量，研究人员构建了首个关于野生红嘴鸥心脏形态的综合性数据库。

本研究采用的关键技术方法包括：对来自波兰北部三个繁殖地的自然死亡红嘴鸥个体（含雏鸟、幼鸟、成鸟）进行标准化解剖与心脏样本采集；使用电子天平和游标卡尺进行心脏的宏观形态计量；通过石蜡包埋、切片和H&E染色进行心脏组织学制片；利用显微镜成像和专业软件（NIS-Elements BR）进行心室壁、室间隔等微观结构的精确测量；并运用主成分分析（PCA）和线性模型（LM）等统计方法分析年龄、性别与心脏各变量之间的关系。

年龄差异在生物计量测量和心脏变量中的体现

研究发现，红嘴鸥的所有身体尺寸性状和心脏大小均随年龄增长而显著增加。心脏质量从1-3日龄雏鸟的0.34克增加到4-5周龄幼鸟的2.17克。值得注意的是，虽然心脏的绝对尺寸在增长，但其相对比例（如心长/心宽比）在雏鸟中通常最高，而在幼鸟和成鸟中则趋于相似，反映了早期心脏的优先发育。主成分分析（PCA）清晰地将三个年龄组的心脏变量区分开来，仅成鸟和幼鸟组有轻微重叠，表明心脏形态随年龄发生显著变化。

心脏比例变量的年龄差异

研究进一步揭示了心脏比例变量的年龄差异。除心长/心宽比在各年龄组间无显著差异外，大多数心脏比例变量（如心室壁相对厚度）在雏鸟中显著高于幼鸟和成鸟。例如，左心室游离壁和室间隔的厚度均以基底部最厚，向心尖部逐渐变薄，这种模式在所有年龄组中一致，但在雏鸟和幼鸟中，不同部位的厚度差异相对较小。

生物计量测量中的性别差异

在成年红嘴鸥中，除体重和体总长外，所有外部生物计量变量（如喙长、跗跖长、翼展等）均显示雄性显著大于雌性，符合该物种已知的性二态性。然而，在内部测量中，仅胸骨的高度和长度在雌雄间存在显著差异（雌性较小），其他内部变量则相似。

成年个体心脏比例变量的性别差异

对比成年雄性和雌性红嘴鸥，心脏比例变量的性别差异相对有限，但确实存在。统计分析显示，雌性在三个心脏比例变量上显著高于雄性：右心室壁半高处的相对平均厚度、室间隔基底部相对胸骨长度的厚度以及室间隔整体相对胸骨长度的平均厚度。这表明尽管雌性体型较小，但其心脏的某些特定结构部分相对更厚。

成年个体心脏变量的性别差异

在具体的心脏测量变量上，研究发现雌性的室间隔半高处厚度和右心室壁半高处厚度显著高于雄性。这一发现与心脏比例变量的结果相互印证，提示雌性红嘴鸥可能具有相对更发达的某些心壁结构。

心脏质量与生物计量变量之间的关系

研究人员还探讨了哪些身体尺寸指标最能预测心脏质量。线性模型分析表明，在成鸟中，在11个测试的外部生物计量性状里，仅有总头长（Total Head Length, THL）和翼展（Wing Span）与新鲜心脏质量存在显著正相关关系。其中，总头长与心脏质量的模型解释了中等程度的方差（R2 = 0.16），表明总头长作为一个相对稳定的形态指标，可用于估算红嘴鸥的心脏大小。而体重与心脏质量之间并未发现显著的关联，这可能是因为种内变异性较小，且体重易受短期因素（如季节、营养状况）影响。

综上所述，这项研究系统地揭示了红嘴鸥心脏形态计量学特征随年龄增长而发生显著变化，其发育模式符合生物体生长和代谢需求变化的规律。尽管成年雄性在大多数外部体型指标上大于雌性，但雌性却在部分心脏壁（如室间隔和右心室壁）的厚度上表现出相对优势。研究人员成功识别出总头长和翼展这两个相对稳定的身体指标，可用于预测红嘴鸥的心脏大小。该研究填补了野生鸟类，特别是红嘴鸥心脏形态学参考数据的空白。所提供的详尽数据集对于兽医在尸检、放射学、超声心动图等检查中诊断红嘴鸥的心脏病理变化和发育异常具有直接的参考价值。此外，研究结果为了解鸟类心脏如何适应不同年龄阶段的代谢需求以及潜在的两性行为差异（如研究中引用的，雌性可能因觅食飞行时间和栖息地利用的不同而需要不同的有氧运动能力）提供了重要的形态学基础。未来，此类基础数据对于监测野生鸟类种群健康、研究其对环境变化的生理适应以及应对新发禽类疾病均具有重要意义。