中管鼻蝠性二型及其驱动机制的探讨

发布时间：2020-08-20 13:13

【摘要】：中管鼻蝠(Murina huttoni)隶属于翼手目(Chiroptera)蝙蝠科(Vespertilionidae)管鼻蝠属(Murina),是典型的森林型蝙蝠,常栖息于植被环境较好的密林深处,难以捕获,基础生物学资料匮乏。随着近年来蝙蝠竖琴网的使用,对于该物种的报道逐渐增多。自2009年至今,本研究组持续开展中国南部森林型翼手目资源调查,在广东、江西、湖南、湖北、浙江以及云南等6省采集到中管鼻蝠125只(雌性:54只;雄性:71只),对其进行形态学分析后发现,该物种与其他翼手目种类类似,同样存在“偏雌性二型”现象,但迄今未见探讨其内在驱动机制的研究。因此本研究尝试整合传统形态学(外部形态、翼型及头骨的长度测量指标)、几何形态学(二维翼型特征及三维重建的头骨模型)、多元统计学及亲缘地理学等技术手段量化其性二型特征,重建其种群遗传结构与种群历史动态,并探讨其性二型潜在驱动力。主要结果如下:(1)中管鼻蝠雌雄间的外部形态长度测量指标、翼型长度测量指标、翼型二维几何形态指标、翼面积测量指标、头骨长度测量指标以及头骨三维几何形态指标多元统计分析结果表明:其两性间在各度量指标上均表现出显著的雌雄差异,且雌性个体大于雄性个体;使用协变量对数据进行处理后,在翼面积指标、翼型二维几何形态学指标、头骨测量指标以及头骨三维几何形态以及部分翼型指标仍发现显著性差异,提示在局部区域中存在异速生长现象,且相关区域分化可能与雌性携带幼崽飞行(提高翼荷载)、雌性飞行灵活性、雄性适应远距离飞行的分化及牙齿咬合和食物咀嚼相关。同时,本研究也发现雌雄个体在不同区域间的差异性上存在不同,雌性较雄性表现出更明显的地域性差异。雌性蝙蝠较雄性蝙蝠外部形态以及翼型上呈整体放大,且雌性蝙蝠在幼崽附着区域呈现特异性放大,表明雌性蝙蝠为了提高繁殖成功率而表现出更大的翼面积,进而提高翼荷载以适应幼崽的附着,与“Big mother”假说相一致;另一方面雄性蝙蝠为了减小其种内资源竞争而适应了远距离飞行,且在头骨上存在显著的雌雄异速生长现象表明雌雄蝙蝠在食物资源上倾向于错开,与“雌雄间资源利用错开”假说一致。(2)基于线粒体CoI基因、核基因RAG2基因及18对微卫星标记的亲缘地理学研究显示:虽然两种基因标记的单倍型网络图拓扑均呈现出混杂的状况,但线粒体标记的遗传结构更为明显;在基因信息上,线粒体CoI基因的遗传多样性高于RAG2基因;且两种标记显示出不一致的种群历史动态,CoI基因呈现出较为明显的瓶颈后的扩张,而RAG2基因则无明显变化。我们认为该结果极大可能源于雄性存在较雌性更强的扩散行为。而微卫星标记的结果显示:中管鼻蝠种群遗传结构存在混杂关系,且无明显地域性差异或雌雄分组状况;其亲缘关系分析的结果提示,同域雌性的亲缘性大于雄性,异域雄性的亲缘性大于雌性。该结果与线粒体基因结果相符,进一步暗示雌雄间表现出性别偏倚行为。进一步说明雌雄蝙蝠为了减小其种内竞争在扩散行为上产生差异,导致雄性蝙蝠倾向于向外扩散,减小其与出生地雌性蝙蝠在食物资源上的竞争,同时也避免近亲繁殖,提高幼崽存活率,与“雌雄间资源利用错开”假说相一致。整合2部分的结果显示,中管鼻蝠性二型驱动机制较复杂,既满足以提高雌性繁殖成功率,导致雌性蝙蝠较雄性蝙蝠呈现出整体性放大的趋势,且在局部功能区域特异性放大的“Big mother”假说,又满足雌雄蝙蝠为了错开生态位,导致雌性倾向于固守在出生地而雄性表现出向外扩散减小种内竞争的“雌雄间资源利用错开”假说。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q958
【图文】：

软件界面,指骨,掌骨

图 2-1“BatWingArea”软件界面Figure 2-1 Software interface of“BatWingArea”其中 18 个翼型长度特征指标包含 11 个可度量翼型指标: 前臂长 FA(Forearmlength;a2); 第 2 掌骨长(Length of metacarpal of the 2nd digit, 2mt; a12); 第 3 掌骨长(Length ofmetacarpal of the 3rd digit, 3mt; a9); 第 3 指骨的第 1 指节长(Length of metacarpal, 1stphalanx of the 3rd digit, 1p3mt; a10); 第 3 指骨的第 2 和 3 指骨长(Length of metacarpal,2nd and 3rd phalanx of the 3rd digit, 2-3p3mt; a11); 第 4 掌骨长(Length of metacarpal of the4thdigit,4mt;a6); 第 4 指骨的第 1 指骨长(Lengthofmetacarpal,1stphalanxofthe4thdigit,1p4mt; a7); 第 4 指骨的第 2 和 3 指骨长(Length of metacarpal, 2nd and 3rd phalanx of the4th digit, 2-3p4mt; a8)第 5 掌骨长(Length of metacarpal of the 5th digit, 5mt; a3); 第 5 指骨的第 1 指骨长(Length of metacarpal, 1st phalanx of the 5th digit, 1p5mt; a4); 第 5 指骨的第2 和 3 指骨长(Length of metacarpal, 2nd and 3rd phalanx of the 5th digit, 2-3p5mt; a5), 3 个外形指标即尾长 T(Tail length; a18)、胫骨长 Tib(Tibia length; a16)和脚距长 Cal(Calcar;

形态图,翼型,形态图,翼面

gth of the anus to inside of the knee-joint; a15)(图2-2-A)。除此之外, 我们还需要使用量角器对翼型的 17 个翼型角度进行测量(b1-b17, 图2-2-A)。将长度数据及角度数据输入相应的软件数据框中点击“计算”即可得到翼型 6 个部分的面积和翼型总面积的数据(图 2-2-B)。图 2-2 翼型形态图(A.翼型指标; B.翼面积)Figure 2-2 Wing morphology (A. Wing index; B. Wing area index)2.2.3 头骨数据的收集将保存于75%乙醇的本研究所需标本取出, 剥出其头骨放入水中煮沸2min左右, 用镊子等工具剔除其头骨外部的肌肉以及颅内的组织, 完成此操作后将其晾干并做好相应的信息备注。根据兽类头骨测量标准Ⅴ(杨奇森等, 2007), 使用数显游标卡尺(精度 0.01mm

下颌,颅骨,模型,三维坐标

导出为“ply”3D 文件格式, 通过专业 3D 图分析软件(Landmark Version 3.0)对头骨及下颌的 3D 模型进行打点(LandmarkPoint)。其中头骨中设置 50 个 SinglePoint、6 个 Curve 和4个Patch(图2-3-A), 导出的数据共包含210个三维坐标点, 下颌设置26个SinglePoint、5 个 Curve 和 1 个 Patch(图 2-3-B), 导出的数据共包含 101 个三维坐标点。通过Landmark3.0 软件将每个标本的三维坐标点进行一致性匹配, 成为关联坐标点, 导出为“NTsys Landmark Points(dta)”文件。使用 Morpho J 1.8.0 软件来对 3D 模型“dta”文件进行分析。其主要分析包括: 方差分析(Analysis of Variance, ANOVA)、主成分分析(PrincipalComponent Analysis, PCA)、典型变量分析(Canonical Variate Analysis

【参考文献】