西喀尔巴阡山脉条纹田鼠(Apodemus agrarius)咬合力的首次研究及其生态意义

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Zoomorphology 1.1

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  本研究首次报道了西喀尔巴阡山脉(斯洛伐克)条纹田鼠(Apodemus agrarius)的咬合力数据,通过分析331只不同性别和年龄个体的下颌骨形态特征,采用体质量(BF-W)和切牙强度指数(Zi)两种计算方法,揭示了该物种咬合力与年龄、性别的关系,为理解啮齿类动物食性适应和生态位分化提供了重要依据。

  

啮齿动物作为哺乳动物中最为多样化的类群之一,其咀嚼器官的演化始终是研究者关注的焦点。不同啮齿类物种通过特化的咀嚼系统适应各自的食性需求,形成了典型的三种形态类型:松鼠型(sciuromorphs)、豪猪型(hystricomorphs)和鼠型(myomorphs)。这些形态类型虽然并非单系群,却反映了不同谱系对相似食性需求的趋同演化。条纹田鼠(Apodemus agrarius)作为一种广泛分布于古北区的杂食性鼠科动物,其种群在斯洛伐克西部地区近年呈现扩张趋势,可能对当地小型哺乳动物群落产生显著影响。然而,关于该物种咬合力的基础数据一直缺失,限制了对其在生态系统中功能角色的深入理解。

来自斯洛伐克普雷绍夫大学的研究团队在《Zoomorphology》发表了关于西喀尔巴阡山脉条纹田鼠咬合力的开创性研究。该研究采用形态测量学方法,通过分析331只不同性别和年龄个体的下颌骨标本,运用体质量(BF-W)和切牙强度指数(Zi)两种计算公式,首次系统评估了这一重要生态指标的变异模式。研究不仅填补了该物种基础生物学数据的空白,更为理解啮齿类动物食性适应与形态功能的关联提供了新证据。

研究方法上,团队采集了斯洛伐克东部8个地点的331只条纹田鼠标本,按性别(雄性和雌性)和年龄(幼体、亚成体和成体)分组。通过ImageJ软件测量下颌骨和切牙形态参数,计算切牙强度指数(Zi=((前后长度)2
×(内外宽度))/6),并采用Freeman和Lemen(2008)提出的两种公式分别计算咬合力:基于体质量的BF-W公式(log10
(咬合力)=0.43×log10
(体质量)+0.416)和基于切牙强度的BF-I公式(log10
(咬合力)=0.566×log10
(Zi)+1.432)。数据分析采用t检验、单因素方差分析(ANOVA)和普通最小二乘法回归(OLS)等统计方法。

研究结果部分,"材料与方法"详细描述了样本来源和分析流程。"结果"部分显示,条纹田鼠的咬合力随年龄增长而显著提高,成体(8.45±1.29 N)显著高于亚成体(7.40±0.91 N)和幼体(6.28±1.11 N)。虽然雄性在所有年龄组都表现出略高的咬合力值,但性别差异无统计学意义。两种计算方法得出的结果相似,BF-W值普遍高于BF-I值。OLS回归分析显示咬合力与体质量呈显著负异速生长关系,雌性(R2
=0.54)比雄性(R2
=0.26)具有更强的相关性。

"讨论"部分深入分析了这些发现的生态学意义。条纹田鼠作为鼠型(myomorph)啮齿类的代表,其咬合力介于特化的松鼠型和豪猪型之间,反映了该物种作为杂食性通才的适应策略。研究结果支持了先前关于鼠型啮齿类咀嚼系统"折中适应"假说,即其形态特征既不像松鼠型那样特化于处理坚硬食物,也不像豪猪型那样特化于处理柔软植物材料。这种中间状态可能正是条纹田鼠能够成功扩张其分布范围的关键因素之一。与同属物种林姬鼠(A. sylvaticus)的比较显示,条纹田鼠具有更强的咬合力,这可能解释了其在种间竞争中的优势地位。

研究还探讨了咬合力差异的行为学意义。虽然未发现显著的性别二型性,但雄性普遍略高的咬合力值可能暗示其在种内竞争中的作用。这与条纹田鼠多配制的交配系统相吻合,因为在这种系统中,雄性间的竞争压力可能促进咬合力的进化。此外,咬合力与年龄的正相关关系反映了生长发育过程中咀嚼系统的逐步完善,这对理解该物种不同年龄个体的食性选择和资源利用策略具有重要意义。

这项研究首次建立了条纹田鼠咬合力的基础数据库,为后续生态学和进化生物学研究提供了重要参考。研究结果不仅有助于理解该物种在生态系统中的功能角色,也为预测其种群扩张对当地动物群落的影响提供了形态功能学依据。未来研究可结合食性分析和栖息地选择数据,进一步探讨咬合力与生态位分化的关系,以及气候变化背景下形态功能特征的适应性演化。

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