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田鼠视觉受阻条件下觅食行为的适应性研究(2)

来源:生态学报 作者:唐显江;陶双伦;马静;
发布于:2017-06-21 共11030字
  本文以栖息于洞庭湖区的东方田鼠( Microtus fortis) 为研究对象。在实验室条件下,以田鼠喜食的新鲜白三叶( Trifolium repens) 为食物,采用相等的叶片间距配置叶片大小一致的均质密集性食物斑块。在食物斑块周边覆以牛皮纸模拟食物斑块周围植被高度,设置 3 种植被高度梯度,进行实验动物视野阻挡。测定实验个体于不同程度的视野受阻条件下在食物斑块上的各觅食行为和警觉行为动作组成模式、发生频次及持续时间; 分析不同程度的视野受阻所引起的警觉动作组成模式变异,以及引起在觅食中断时间上的差异,所导致的摄入率的变化,以阐明视野受阻条件下东方田鼠觅食行为的进化适应性策略。
  
  1 材料与方法。
  
  1.1 实验动物。
  
  以栖息于湖南省洞庭湖区的东方田鼠为实验动物。野外捕捉后带回室内饲养,达 2 个月后,选取健康成体40 只,雌、雄各20 只,平均体重( 52.4±8.9) g,作为预实验动物。在实验室条件下,以干木屑为巢垫,兔颗粒饲料为主要食物,附加一定量的胡萝卜,供给充足的饮水,驯养于透明饲养笼内。实验室温度为( 20±1) ℃,光照周期 12L ∶ 12D.实验期,以新鲜白三叶叶片饲喂动物。
  
  1.2 食物斑块配制。
  
  采用木质纤维板构建 80 cm×30 cm 的个体觅食活动空间。前期的研究表明,随叶片大小增加,东方田鼠的摄入率显着增大,当叶片大小达到 6 mg 左右时,摄入率不再增大,稳定于一定的水平[4].因此,以白三叶叶片大小为( 6.06±0.83) mg( 干重) 设置斑块,通过控制其食物大小,消除食物大小对摄入率的影响。以 3.0 cm的空间距离在斑块上钻孔,孔口直径约 0.5 cm,以小型塑胶软塞固定叶片于孔口处,构成实验个体食物密集均质斑块。
  
  1.3 行为观测装置。
  
  为了有效控制实验个体,便于准确地测定个体的觅食行为及过程,在食物斑块上部周边设立观测箱。观测箱由透明玻璃构成,底部面积与食物斑块大小一致,高度为 60 cm.观测箱由投放区( R) 和觅食区( F) 两部分构成( 图 1) .在投放区周边玻璃上覆以牛皮纸,作为觅食个体规避风险的隐藏区。两区间以底部带孔的隔板相隔,此孔可作为实验个体在两区间自由活动的通路。投放区面积 30 cm×20 cm,觅食区面积 80 cm×30cm.觅食区覆以牛皮纸模拟食物斑块周围植被高度,借以阻挡实验个体视野。设置 3 种视野遮挡高度( O) ,分别为5、10 cm 和15 cm.设置依据是,在低遮挡条件下,东方田鼠视野开阔,能以一般扫视观察到周围环境;在中遮挡条件下,个体只能以抬头和直立抬头扫视方式观察到周围环境; 而在高遮挡条件下,个体观察食物斑块周围的视野完全受阻,即使采用直立抬头扫视方式亦不能观察到周围环境。
  
  【1】  
  1.4 行为参数定义。
  
  参照 Spalinger 和 Hobbs[17]、Hobbs 和 Gross 等[18]、陶双伦等[4]等对植食性哺乳动物觅食及警觉行为参数的定义,测定如下行为参数: 采食时间( h) ,口鼻部接触到食物,至分离食物的时间( min) ; 处理时间( TT) ,咀嚼和吞咽食物的时间( min) ; 采食回合时间( TBB) ,开始采食至下 1 次采食活动开始持续的时间( min) ; 口量( S) ,通过一次或多次采食动作,经连续咀嚼,1 次吞咽的食物量( g) ; 觅食回合时间( TFB) ,1 次连续采食活动所持续的时间,在 2 个采食回合间无四处行走观察和企图逃跑等非觅食行为活动( min) ; 一般扫视时间( Sc) ,包括平视和抬头扫视时间,其中平视时间( HSc) ,以头部转动方式观察周围环境所持续的时间( min) ; 抬头扫视时间( RSc) ,以前肢离地身体向上未完全伸展方式观察周围环境所持续的时间( min) ; 直立扫视时间( USc) ,以前肢离地,背部与地面几近垂直方式观察周围环境所持续的时间( min) .静听时间( L) ,停留于原地或站立抬头,一动不动,短暂停止一切觅食活动所持续的时间( min) ; 嗅闻时间( Sn) ,口鼻部前升,鼻孔部周围肌肉及毛发发生明显颤动所持续的时间( min) ; 觅食中断时间( TFI) ,停止咀嚼,直立抬头扫视、监听、及嗅闻等所持续的时间( min) ; 警觉行为动作频次,觅食回合内,警觉行为动作一般扫视、抬头扫视、静听及嗅闻动作的发生次数。摄入率( I) ,单位时间,动物摄入的食物量( mg/min) .
  
  1.5 实验程序及觅食行为参数估计。
  
  行为测定前 2 周,以新鲜白三叶叶片饲喂实验动物。行为观测装置置于吉首大学基础生物学动物行为学实验室特定位置,上方悬挂 1 只 60 W 节能灯。为使个体充分适应观测装置,将单只个体投放于观测箱,使其适应 15 min,每天重复 2 次。测定时,从预实验群体中选择 20 只觅食活跃、毛色光亮的健康雌、雄各 10 只作为实验个体。依据遮挡程度由低到高将实验分为对照组、处理组 1 和处理组 2,各组实验均采用所选择的 20只个体作为实验动物进行测试。测试过程为先进行对照组实验,然后进行处理组 1 和处理组 2 实验。测定时,从观测箱投放区释放单只个体,观测者位于观测箱一侧中部,以录像机录像和人工计数测定个体上述觅食行为参数及其行为过程序列,同时观测者记录实验个体每口消费的叶片占单个叶片大小比例[6].每只个体每隔两天测定一次,每个个体至少重复测定 2 次。每次行为测定结束后,分离、称重每个被食叶片的剩余部分,以自来水彻底冲洗斑块,去掉遗留气味,避免影响后续实验。待斑块阴干后,重新配置叶片,重复上述试验。实验测定期内,行为测定均由同一观测者完成。
  
  采用警觉-功能反应模型[4]计算个体的摄入率:
  
  【0.1】  
原文出处:唐显江,陶双伦,马静,章力,吴帅玲,李俊年. 视野受阻对东方田鼠觅食行为的影响[J]. 生态学报,2017,(03):1035-1042.
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