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研究人员为探究生态特化程度与探索新环境倾向的关系,以美国加利福尼亚州内华达山脉两种花栗鼠(Tamias alpinus 和 Tamias speciosus)为对象开展研究。结果显示 T. speciosus 更具探索性,该研究有助于理解物种对环境变化的响应。
在奇妙的动物世界里,动物们面对新环境时的行为千差万别,而这些行为差异可能对它们的生存繁衍产生重大影响。如今,全球环境变化日益加剧,了解动物如何应对环境变化成为了关键问题。其中,动物在新环境中的探索和大胆程度这两种行为,备受科学家关注。在物种内部,这些行为的差异反映了个体的行为表型;在物种之间,它们可能受到生态特化程度的影响。然而,生态特化程度与探索新环境倾向之间的关系,却鲜少有实证研究。
为了解开这一谜团,来自美国的研究人员展开了一项关于花栗鼠的研究。研究聚焦于美国加利福尼亚州内华达山脉的两种部分同域分布的花栗鼠:高山花栗鼠(Tamias alpinus)和 lodgepole 花栗鼠(Tamias speciosus)。前者是栖息地特化物种,后者是栖息地泛化物种。研究人员通过实验,比较了这两种花栗鼠的探索行为和大胆程度,以验证生态特化程度更高的物种是否更具新环境恐惧(neophobic)这一假设。该研究成果发表在《Animal Behaviour》上,为理解动物对环境变化的响应提供了重要依据。
研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先是野外捕获技术,在 2019 - 2022 年的 7 - 8 月,于加利福尼亚州莫诺县的三个地点,使用装有花生酱、燕麦和商业鸟食的谢尔曼陷阱,捕获自由生活的花栗鼠。标记技术方面,为捕获的花栗鼠佩戴金属耳标和被动集成应答器(PIT)标签,以便识别和追踪。实验测试技术上,利用开放场地试验(open - field trials),通过设置特定的实验场地和使用 GoPro 相机记录花栗鼠的行为。数据分析技术则运用 R 软件进行统计分析,包括线性建模、Cox 比例风险模型等。
研究结果
- 进入竞技场的潜伏期:虽然两种花栗鼠进入竞技场的未受提示概率差异不显著,但 T. speciosus 进入竞技场的个体比例更高,且平均进入时间更短,不过差异未达统计学显著水平。
- 活动时间比例:两种花栗鼠在活动时间比例上无显著差异,但 T. speciosus 的平均活动时间比例大于 T. alpinus,且差异显著。
- 在竞技场中心的时间比例:T. speciosus 在竞技场中心的时间比例显著高于 T. alpinus ,表明其更具探索性。
- 个体反应的重复性:参与第二次开放场地试验的个体较少,结果显示各项行为指标的重复性均未达统计学显著水平,但在竞技场中心时间比例的重复性得分与其他研究的均值相近。
- 探索与大胆之间的相关性:未发现进入竞技场的潜伏期(代表大胆程度)与在竞技场中心的时间(代表探索程度)之间存在显著关系。
研究结论与讨论
综合研究结果表明,T. alpinus 与新环境的互动较少,这与它更高的生态特化程度相符。T. speciosus 则表现得更大胆、更具探索性。不过,研究未发现两种花栗鼠在行为指标方差上的差异,这意味着生态特化程度更高的 T. alpinus 行为变异性并不更低。
研究还发现,T. alpinus 和 T. speciosus 在活动、大胆和探索方面的差异,可能与它们的生理特征,如下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴的活动有关。此前研究表明,T. speciosus 的粪便糖皮质激素基线水平低于 T. alpinus ,这暗示着更大胆、更具探索性的行为可能与 HPA 轴活动下调有关。
此外,研究过程中也面临一些挑战。例如,捕获自由生活的动物可能导致样本偏差,因为不同物种的可捕获性不同,且 T. alpinus 对处理的生理反应更强,这可能影响其被重新捕获的概率,进而影响实验结果。同时,个体反应在连续试验中的重复性也难以确定,有限的样本量和动物对实验条件的习惯化都可能影响重复性的评估。
这项研究意义重大。它不仅揭示了生态特化程度对花栗鼠响应新环境的影响,还为理解动物在环境变化中的行为响应提供了重要参考。通过研究行为差异,能更好地预测物种在环境变化中的生存和分布情况,为保护生物多样性和应对环境变化提供科学依据。未来的研究可以进一步探索行为与生理机制之间的因果关系,以及不同生态环境下动物行为的适应性变化。