栖息地干扰对西方鹿鼠（Peromyscus sonoriensis）生理指标的影响

《Ecosphere》：Effects of habitat disturbance on physiological metrics of deer mice (Peromyscus sonoriensis)

　　

摘要专业翻译 人为干扰对野生动物生理的影响研究不足且结果不一致。部分物种无法耐受干扰而从受干扰区域消失，另一些物种虽能持续生存，但可能付出生理代价。其中一种代价便是慢性应激，它可能对适合度产生多种影响。研究人员在4年间于三个栖息地干扰水平下，研究了栖息地干扰对西方鹿鼠（Peromyscus sonoriensis）的影响。研究人员分别以毛发皮质酮（hCORT）和白细胞参数作为慢性应激及其对免疫功能潜在下游效应的度量指标。栖息于受干扰最严重区域的鹿鼠，其hCORT水平高于受干扰较轻区域的鹿鼠，而中性粒细胞数量则较低。这些发现表明，栖息地干扰作为一种慢性应激源，进而抑制了免疫功能。由于研究人员考察了相同物种并控制了相似的情境依赖因素（包括一年中的时间、性别、年龄和繁殖状况），因此将这些差异具体归因于栖息地干扰对植被结构和土壤温度的影响。研究人员认为，既往研究结果不一致的部分原因可能在于忽略了重要的情境依赖因素，并将所有类型的栖息地干扰（如生态旅游、气候变化、栖息地退化）等同视之。研究结果表明，鹿鼠的慢性应激和/或白细胞指标可作为评估恢复进程的有用工具，并可为多项研究中发现的栖息地干扰与人畜共患病原体增多之间的关联提供推定联系。

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一、研究背景与科学问题

随着人类足迹的不断扩张，野生动物正面临多方面的负面影响，人为栖息地干扰是其中最主要的威胁之一。土地利用转换与破碎化、资源开采和污染等都会对栖息地产生影响，进而波及野生动物的健康、持续生存与寿命。栖息地干扰的一个关键后果是植被变化——森林砍伐、城市化和土地转换导致植被减少，或转变为提供更少或更低质量食物的植被类型。虽然许多物种无法耐受此类改变，但部分物种可能通过调整食性等方式适应植被变化而持续生存，然而这种适应可能以生理应激水平升高为代价。

应激反应在很大程度上受下丘脑–垂体–肾上腺（HPA）轴调控，该轴导致糖皮质激素（GC）分泌，因此GC水平被广泛用于量化野生动物的应激状态。根据应激源持续时间，应激可分为急性或慢性。慢性应激是持续、重复的应激（如栖息地干扰），可导致HPA轴调节失调，使GC水平无法恢复至基线水平。然而，关于栖息地干扰对野生动物应激影响的研究结果并不一致，部分原因在于不同GC指标所代表的时间尺度不同：血液GC水平可在应激源出现后数分钟内变化，粪便GC代谢物（FCM）反映6–24小时内的应激，而毛发和羽毛中的GC则累积数周至数月，指示慢性持续性应激。

此外，许多常被忽视的因素也会对GC产生显著影响：GC基线水平具有物种特异性，因此栖息地干扰的比较必须在单一物种内进行；季节、性别、繁殖状态、年龄、体外寄生虫的存在以及种内攻击行为等情境依赖因素均可能影响GC水平。慢性应激的下游效应之一是免疫系统抑制，长期暴露于GC会导致循环白细胞减少，因此白细胞（WBC）计数和白细胞分类是野生动物研究中常用的免疫功能指标。

为更好地理解栖息地干扰对野生动物生理的影响，研究人员开展了本研究，考察三种干扰水平对西方鹿鼠（Peromyscus sonoriensis）慢性应激和免疫功能的影响，并以毛发皮质酮（hCORT）作为慢性应激指标、以WBC计数和分类作为免疫功能指标。研究人员预测，栖息于受干扰最严重栖息地的鹿鼠种群将表现出更高的hCORT水平和更低的总WBC、中性粒细胞及淋巴细胞数量。

二、研究设计与主要技术方法

研究在美国俄勒冈州舍伍德市附近的图阿拉廷河国家野生动物保护区（TRNWR）的河岸区域开展。研究设置了三种栖息地类型：受干扰（D）位点（100多年前被转为牧牛草场，以非本地牧草为主，质量最低）、恢复中（RIP）位点（2008年起开始恢复工程，种植本地河岸物种，质量居中）和完整（I）位点（保留原生河岸栖息地，质量最高）。2016至2019年间，研究人员在7个诱捕时段内对2个受干扰位点、4个RIP位点和2个完整位点进行了采样，总诱捕努力量为5600个诱捕夜。每个位点建立50×100 m的诱捕网格，使用50个谢尔曼活捕笼以10 m间隔布设。仅使用每只鹿鼠首次捕获的数据以避免伪重复。

主要技术方法包括：毛发样本采集（剃取右臀部2 cm2区域）后通过放射免疫分析法（RIA）在俄勒冈国家灵长类研究中心内分泌技术核心实验室定量hCORT；血液样本取自眶后窦，制作血涂片用于中性粒细胞和淋巴细胞计数，并使用Leuko-TIC溶液配合血细胞计数板进行总WBC计数；记录性别、繁殖状态、体外寄生虫和伤疤等情境依赖数据；植被数据在1 m2样方内采集，包括树木和灌木数量、距最近树木或灌木的距离、低矮覆盖百分比、粗木质残体（CWD）百分比和6 cm深度土壤温度。

统计分析使用R 4.5.2版本，仅纳入亚成体和成体雄性（≥14 g），排除幼体和雌性。使用线性混合模型分析hCORT和血液指标，以位点类型为固定效应、年份为随机效应；情境依赖因素因比例极度不平衡或随机效应方差为零而采用χ2比例检验（带连续性校正）；植被特征采用单因素方差分析和Tukey HSD事后比较。

三、研究结果

小型哺乳动物诱捕

4年间共捕获198只独特鹿鼠。受干扰位点捕获20只初始个体（2016年5只、2017年8只、2018年24只、2019年4只），RIP位点捕获33只（2016年17只、2017年6只、2018年8只、2019年2只），完整位点捕获114只（2016年30只、2017年41只、2018年22只、2019年21只）。最终纳入分析的94只非幼体雄性中，20只来自受干扰位点、15只来自RIP位点、59只来自完整位点。

hCORT和血液指标

受干扰位点鹿鼠的hCORT平均值为105.26 pg/mg，显著高于完整位点的63.73 pg/mg（p = 0.005），RIP位点居中（57.13 pg/mg），与两者均无显著差异。位点类型对模型校正后的hCORT均值有显著影响（F_2,88.35 = 5.85，p = 0.004）。值得注意的是，受干扰位点有两只鹿鼠的hCORT值超出检测上限，因此实际平均值可能更高。

三种免疫功能指标均呈现相同模式：受干扰位点平均值最低，RIP位点居中，完整位点最高。总WBC平均值分别为受干扰位点1389.17/μL、RIP位点3810.37/μL、完整位点5426.84/μL；中性粒细胞平均值分别为559.78/μL、2175.38/μL和3138.07/μL；淋巴细胞平均值分别为716.30/μL、1528.32/μL和1960.69/μL。混合模型分析显示，位点类型对中性粒细胞有显著影响（F_2,88.35 = 6.93，p = 0.002），对总WBC有边缘显著影响（F_2,88.35 = 2.83，p = 0.065），对淋巴细胞无显著影响（F_2,88.35 = 0.47，p = 0.629）。

情境依赖因素

各栖息地类型间的雄性比例（χ2 = 0.25，p = 0.88）、繁殖雄性比例（χ2 = 1.09，p = 0.58）、带伤疤雄性比例（χ2 = 0.54，p = 0.76）和带体外寄生虫雄性比例（χ2 = 0.14，p = 0.50）均无显著差异，表明这些因素对各种群GC水平的影响相似。

植被比较

三种位点类型在多项植被特征上存在显著差异。受干扰位点的树木和灌木密度（0.05株/m2）显著低于RIP（1.50株/m2）和完整位点（2.00株/m2）（F_2,77 = 4.54，p = 0.014）；距最近树木或灌木的距离在受干扰位点（11.07 m）显著大于RIP（0.90 m）和完整位点（0.50 m）（F_2,77 = 31.85，p = 8.31×10^?11）。低矮覆盖在完整位点（42.40%）显著低于RIP位点（74.72%），受干扰位点居中（60.22%）（F_2,77 = 13.39，p = 1.02×10^?5）。粗木质残体（CWD）在完整位点（16.90%）显著高于RIP（0.05%）和受干扰位点（0.00%）（F_2,77 = 23.42，p = 1.13×10^?8）。土壤温度在三种位点类型间均显著不同：受干扰位点19.11°C、RIP位点15.49°C、完整位点13.39°C（F_2,77 = 128.21，p = 3.13×10^?25）。

四、讨论与结论

栖息于受干扰最严重位点的鹿鼠种群表现出更高的平均hCORT水平，证实了栖息地干扰作为鹿鼠慢性应激源的预测。受干扰位点鹿鼠的平均中性粒细胞数量低于完整位点，研究人员将此解释为慢性应激升高导致的免疫抑制。情境依赖因素在各种群间相似，而植被差异显著，因此这些生理差异被具体归因于栖息地干扰对植被结构和土壤温度的影响。

关于植被结构与应激的关系，已有多种啮齿动物研究支持植被结构变化驱动应激差异的结论。受干扰位点以牧草为主，树木和灌木稀少且间距大，减少了躲避捕食者的覆盖、筑巢位点和食物来源。草籽对鹿鼠而言是不太受欢迎的食物来源，较低的总体食物可利用性已被证明会增加成年雄性鹿鼠的皮质酮并降低免疫功能。植被结构增加还可提高节肢动物多样性和丰富度，增加食物可获得性。植被结构也影响土壤指标，受干扰位点土壤温度显著升高，可能进一步降低植物多样性并影响多个营养级。

中性粒细胞在先天性和适应性免疫中均发挥重要作用，是先天免疫系统的初始反应细胞，通过吞噬和炎症对抗感染，同时帮助激活和调节适应性免疫细胞。受干扰位点较低的中性粒细胞计数不太可能是由鹿鼠数量差异所致——若如此，则RIP位点（鹿鼠数量最少）应显示最低平均值，但实际RIP与完整位点的中性粒细胞计数无显著差异。应激对免疫功能的影响可能是栖息地干扰与野生动物传染病（包括人畜共患病）增加之间的关联环节。

值得进一步关注的是，恢复工程开始仅8–12年后，RIP位点的hCORT值和中性粒细胞计数已与完整位点无显著差异，这可能归因于RIP位点植被结构的改善（树木和灌木数量、间距及土壤温度）。这一结果支持鹿鼠可作为评估恢复进程的生物指示物种的观点——鹿鼠的生理指标可能比种群丰度等种群水平响应更早地反映恢复效果。

研究结论表明，栖息地干扰（特别是植被结构变化）导致慢性应激，进而抑制免疫功能。栖息地干扰、慢性应激和免疫应答改变之间的关系对经历栖息地干扰的野生动物的生存和持续存在，以及人类的人畜共患病风险都具有重要意义。研究结果强调了健康生态系统对维持野生动物和人类健康的重要性。