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首页黑线仓鼠冷驯化与复温期间产热适应策略研究
本文研究了小型哺乳动物黑线仓鼠对环境低温适应策略的具体案例,通过实验测量了它们在冷驯化(将环境温度降至5℃)和复温(恢复至23℃)过程中的基础代谢产热(基础代谢率,BMR)和非颤抖性产热(non-shivering thermogenesis,NST)的变化。实验结果显示,平时在暖温环境下饲养的黑线仓鼠,其基础代谢率(BMR)为1.23±0.10 mL O2/g·h-1,非颤抖性产热为4.69±0.34 mL O2/g·h-1,明显低于按照体重异速生长方程预测的理想数值。这表明,常规条件下,黑线仓鼠的热量产生效率较低。 在冷驯化过程中,黑线仓鼠的BMR表现出明显的增加趋势,尤其是在第三周达到了峰值,比常温条件下的BMR提高了85.4%。同时,非颤抖性产热(NST)也随着驯化的持续而显著上升,第五周时达到最大值,比常温增加了52.5%。这显示了黑线仓鼠通过提升BMR和NST来应对低温环境,增加热量产生,维持体温稳定,其中NST在低温适应中的作用尤为重要。 复温过程中,黑线仓鼠的BMR和NST都会下降, NST在第一周就已回到初始水平。这说明,当环境温度回升时,动物会降低能量消耗以适应新的环境。整体来看,黑线仓鼠的这种冷适应策略融合了北方物种和干旱沙漠物种的特点,即在寒冷环境中提高热量产生效率,以确保生存和繁殖。 这项研究对于理解小型哺乳动物如何通过生理机制调整以应对极端环境变化具有重要意义,对于动物生态学、生理学以及可能的生物适应性研究提供了有价值的数据支持。关键词包括黑线仓鼠、冷驯化、复温和产热,这表明该论文在生物学领域内的核心内容集中在动物对温度变化的生理反应和适应机制上。
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收稿日期
基金项目 挝国家自然科学基金资助项目 辽宁省教育厅高等学校科学研究项目L
作者简介 挝杨 明 女 辽宁沈阳人 沈阳师范大学教授 博士 硕士研究生导师
第 卷第 期
年 月
沈阳师范大学学报自然科学版
Journal of Shenyang Normal University Natural Science
Vol 27 No 2
Apr
文章编号
冷 驯 化 和 复 温 过 程 中 黑 线 仓 鼠 产 热 的 变 化
杨 明
刁 颖
彭 霞
王 勇
高 放
沈阳师范大学 化学与生命科学学院 辽宁 沈阳
沈阳师范大学 实验中心 辽宁 沈阳
摘 要 为进一步阐明小型哺乳动物对环境低温的适应对策 测定了黑线仓鼠在冷驯化
和复温 过程中的基础代谢产热基础代谢率 basal metabolic rate BM R和非颤抖性产
热nonshivering thermogenesis NST 的变化 结果显示 在暖温环境下饲养的黑线仓鼠基础代谢
率为 mL O
g
h
非颤抖性产热为 mL O
g
h
均低于其体重异速
生长方程计算的期望值 在冷驯化过程中 BM R 增加 第 周达到最高值 比常温条件下增加了
NST 随冷驯化时间的延长也有显著增加 第 周达最大值 比常温条件下增加了
在复温过程中 BMR 和 NST 都降低 NST 第 周即可降到初始水平 表明 在暖温条件下 黑线
仓鼠具有较低的 BMR 和 NST 在冷驯化过程中 通过增加 BMR 和 NST 弥补低温下热量散失 维
持恒定的体温 其中 NST 在冷适应增加产热中起主要作用 这些冷适应特征兼有北方物种和干
旱沙漠物种的特点
关 键 词 黑线仓鼠 冷驯化 复温 产热
中图分类号 Q 文献标志码 A
引 言
在动物生存的众多环境因子中 温度是影响动物的生存和繁殖的重要因素 小型哺乳动物由于体
形小 相对体表面积较大 在寒冷环境下更容易导致身体热量的丢失 冬季的低温和伴随而来的食物短
缺是小型哺乳动物面临的严酷挑战 这些动物需要采取适合的策略和有效的产热机制才能存活
长
期适应过程中 一些物种采取冬眠Hibernation或日眠Daily torpor的方式 降低代谢和体温 减少能
量需求 以存活过冬季 另一些物种则在寒冷的冬季保持活跃状态 增加产热 并维持高而恒定的体温
非冬眠的小型哺乳动物对寒冷环境适应的产热增加包括基础代谢产热 基础代谢率 basal metabolic
rate BM R和非颤抖性产热Nonshivering thermogenesis NST 前者是维持正常生理机制的最小产热
速率 发生于机体的所有组织器官
后者是动物面临内外环境胁迫如低温 食物等时在基础代谢基
础上增加的产热 对于小型哺乳动物 主要来源于褐色脂肪组织Brow n adipose tissue BAT
在实验室内对动物进行环境因子驯化 可以更确切地测定动物对特定环境因子变化的反应 有助于
理解动物对自然环境变化的适应特征 实验室的冷驯化和脱冷驯化即复温处理常被用来处理小型哺
乳动物 以比较其对环境温度变化的产热反应 阐明其对环境低温的适应对策
研究表明很多小型
哺乳动物在冷驯化条件下增加 BM R 和 NST 但不同地理分布区域的非冬眠的小型哺乳动物对同样的
低温驯化处理的产热反应差异很大
同一地域分布的不同物种也往往具有各自独特的产热和体温调
节特征
反应了各自不同的适应对策
黑线仓鼠Cricetulus barabensis隶属于啮齿目Rodentia仓鼠科Cricetidae仓鼠属Cricetulus
在我国的分布属华北东北型 主要分布于季风区暖温带中温带 此外还分布至蒙古及俄罗斯南部地
区
食性较杂 以食用植物的种子 根 叶为主 也食一些昆虫 善于储存食物 是夜行性的非冬眠物
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