自然科普:動物過冬各出奇招?鼠兔的卷王行為來了
來源:科普中國
發布時間:2021-08-13
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青藏高原的冬天非常嚴(yan) 酷,高寒低氧,食物還很缺乏,如此嚴(yan) 酷的環境對動物的生存是嚴(yan) 酷的生理學挑戰。

寒風中的納木錯

(圖片來源:Veer圖庫)

為(wei) 了過冬,動物們(men) 可謂是各出奇招。

有些物種如燕子等,會(hui) 在冬季來臨(lin) 前飛向溫暖的南方悠閑過冬;有些物種如旱獺、黃鼠、刺蝟、蝙蝠、蜂鳥等,會(hui) 采取冬眠(或蟄眠)的方式度過嚴(yan) 冬。

而有些物種則通過提高生理抵抗能力或行為(wei) 調節度過嚴(yan) 冬,如提高自身產(chan) 生熱量的能力,建築保暖的巢,貯存足夠的食物等。

還有的動物會(hui) 減少巢外活動時間,降低體(ti) 重等,甚至通過聚群來抱團取暖的方式,減少自身的總能量需求。

但是,也有一些小型恒溫哺乳動物,既不冬眠,也不囤食物,比如青藏高原上的高原鼠兔。它們(men) 的體(ti) 溫相對較高,甚至一年四季都在地麵活動。

鼠兔是如何克服寒冷,順利過冬的呢?這一直是科學家很感興(xing) 趣的問題。

高原鼠兔

(圖片來源:遲慶生博士)

最近,中國科學院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所、動物研究所和西北高原生物研究所組成的研究團隊經過13年的合作研究,初步揭示了高原鼠兔成功越冬的奧秘之一——吃犛牛的糞便

Part.1

                       

吃多點保暖過冬?不需要!

高原鼠兔是一種既像小鼠又像兔子的小家夥(huo) ,屬於(yu) 兔形目鼠兔科鼠兔屬,體(ti) 重約150克左右(體(ti) 重範圍是110克-210克),小巧玲瓏,性情溫順,比家兔敏捷不少。高原鼠兔分布在青藏高原3000米-5100米的地區,作為(wei) 植食性動物,它是嚴(yan) 格的“素食主義(yi) 者”。

植食性的鼠兔

(圖片來源:Keith Kohl)

研究發現,高原鼠兔的生存代價(jia) 很高。它沒有冬眠的習(xi) 慣,一年四季都在地麵活動、尋找食物,和其他小動物相比,高原鼠兔的體(ti) 溫比較高、代謝水平也較高。

最開始,科學家猜測,在異常寒冷的冬天,鼠兔需要更多的能量來維持生存和高而恒定的體(ti) 溫,因而需要的食物量也會(hui) 增加。

研究人員采用雙標記水的穩定性同位素方法,在野外測定了自由活動的高原鼠兔在冬季和夏季的每日能量消耗。

測定結果讓科學家們(men) 十分意外。平均來看,冬季的環境溫度比夏季要低25攝氏度,但高原鼠兔在冬季的能量消耗不但沒有增加,反而比夏季降低了30%左右,也就是說,冬天的鼠兔隻取食了夏季食量的三分之二那麽(me) 多,就成功維持了恒定的體(ti) 溫。

高原鼠兔 

(圖片來源:遲慶生博士)

在愈發寒冷的冬季,鼠兔的能量消耗反而變低了,這是為(wei) 什麽(me) 呢?

為(wei) 了弄清這個(ge) 謎團,研究團隊在鼠兔的腹腔內(nei) 埋置了體(ti) 溫記錄裝置、活動自動記錄設備,以此來長時間監測小鼠兔們(men) 的體(ti) 溫與(yu) 活動性變化;同時,在野外對它們(men) 的地麵活動進行錄像。

結果科學家們(men) 發現,鼠兔不僅(jin) 會(hui) 在冬天降低自己體(ti) 溫,還會(hui) 減少活動。通過測定還發現,冬季鼠兔的代謝水平也降低了。

這樣就得出了結論:在冬季,高原鼠兔總能量消耗的下降,主要是通過降低代謝水平、降低體(ti) 溫和減少地麵的活動量來實現的

可是,在觀察鼠兔地麵活動的過程中,研究人員偶然發現,鼠兔的食物好像……有些奇怪?

高原鼠兔取食犛牛糞便視頻

(來源:中科院動物研究所)

你沒看錯,這幅“屎”詩級畫麵,記錄著可愛的鼠兔取食耗牛粑粑的瞬間。

Part.2

                       

  蹭飯王的終極境界:吃對手的粑粑!

盡管有些驚訝,科研人員還是對鼠兔這位不一般“幹飯人”的進食行為(wei) 展開了研究。

“幹飯人 幹飯魂 鼠兔真是人上人”……可平時吃草的高原鼠兔為(wei) 什麽(me) 要吃犛牛的糞便,這有什麽(me) 作用?

是因為(wei) 喜歡犛牛的氣味兒(er) ?還是單純的愛吃“翔”?(啊這個(ge) 可能不太合理……)

其實,從(cong) 越冬的生存目的來分析,我們(men) 就明白了。因為(wei) ,如果鼠兔能夠取食犛牛的糞便,冬天就有了額外的能量來源

為(wei) 了證實這個(ge) 想法,團隊在野外用攝像機持續拍攝了鼠兔的地麵活動和取食行為(wei) ,多次發現鼠兔在啃食犛牛的糞便。

此外,他們(men) 采用了分子生物學的技術,分析了鼠兔的胃內(nei) 容物,發現鼠兔的胃內(nei) 容物中有犛牛的DNA,這樣就證實了鼠兔取食犛牛糞便的事實。

通過進一步分析鼠兔和犛牛的腸道微生物的組成,科學家發現,在冬季取食了犛牛糞便的高原鼠兔,它們(men) 的腸道微生物組成變得與(yu) 犛牛的微生物組成很相似了。這說明高原鼠兔取食犛牛的糞便,不僅(jin) 可以作為(wei) 能量的補充,還能夠影響其腸道微生物組成,從(cong) 而進一步改變其營養(yang) 和代謝等生理學功能

跳躍的鼠兔

(圖片來源:可可西裏管理處)

除此之外啊,研究團隊們(men) 還發現了一個(ge) 有趣的現象:冬季,在犛牛密度高的地區,高原鼠兔的數量會(hui) 更多,並且它們(men) 跑到寒冷地麵上活動的頻率會(hui) 更少。

實際上,犛牛和鼠兔都是取食牧草的物種,在食物資源上是存在競爭(zheng) 關(guan) 係的。如果一方吃得多了,必然會(hui) 影響到另一方的食物資源,如此說來,同一區域的犛牛數量多,鼠兔數量應該越少才是。

而本應搶奪草類的兩(liang) 位競爭(zheng) 者——犛牛和鼠兔,居然能打破這個(ge) “反比例”關(guan) 係,變成了犛牛數量多,鼠兔數量也多的狀況,這就是因為(wei) 鼠兔“奇葩”的飲食結構了。

如果犛牛們(men) 能說話,它們(men) 也許會(hui) 發出這樣的牢騷:“鼠兔不講武德,居然吃我這個(ge) 對手的粑粑!

高原鼠兔取食犛牛糞便 

(圖片來源:中科院動物研究所)

因此,通過鼠兔在冬季取食犛牛糞便作為(wei) 能量補充的事實,就可以很好地解釋,為(wei) 何家養(yang) 犛牛密度高的地區,鼠兔數量也多的奇怪現象了。

正是由於(yu) 鼠兔們(men) 取食犛牛糞便的行為(wei) ,才使得其種群在犛牛密度高的地方也能夠繁盛起來,兩(liang) 個(ge) 物種之間,有競爭(zheng) 也有合作

這個(ge) 發現,為(wei) 理解青藏高原動物種間的互惠共生關(guan) 係、生物多樣性的維持、以及生態係統的功能等重要生態學問題,都提供了新的視角。作為(wei) 一名研究者,不禁想問:神奇的大自然,神奇的萬(wan) 物,你還有多少驚喜等待我們(men) 發現?


出品:科普中國

製作:王德華

作者單位:山東(dong) 大學生命科學學院

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

(本文中標明來源的圖片已獲得授權)



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