1. 研究目的与意义
环境变化(气候、生境等改变)对动物自然种群有着重要的影响,这种影响与特定物种的生活史、性别结构、种群大小、种群年龄和行为能力等有关。当前,全球气候变化已成为国内外十分关注的环境问题,气候变化中以温度升高为特征的全球变暖效应对动物类群的分布、繁殖和多样性等将产生明显制约。人类活动导致全球气候暖化现象日益加重,使得地球生态系统发生变化,进而影响动物的存亡及生物多样性。若气候暖化的速率大于生物对其生境的适应调整的速率,那么生物就将面临种群存续危机。而气候对变温动物存续的影响要远远大于恒温动物。爬行动物环境敏感性高,温度作为关键环境因素能影响爬行动物的生长发育、繁殖、热生理、行为和后代表型等。气温持续上升可能会对爬行动物类群产生分布区扩散、繁殖能力变化、冬眠期缩短、性比偏移(有温度决定性别机制的种类)等潜在影响。
蜥蜴类作为爬行动物的主要分支,物种多样性丰富、材料相对容易获取和饲养、可供检测的形态和生活史指标多,因而是检测气候暖化对爬行动物影响的理想实验材料。本研究以荒漠沙蜥为实验对象,通过测定不同温度梯度下、不同怀卵状态的蜥蜴的活动表现、选择体温和怀孕母体的繁殖数据,检测组间差异,探讨气候暖化对爬行动物活动表现和繁殖的影响。2. 国内外研究现状分析
现生爬行动物能否适应当前快速的全球升温变化,其繁殖特征、热生理、后代表型等方面对不同环境温度具有怎样的表型响应,不同物种或种群对环境改变的敏感性是否相同,这些都是学术界迫切需要解答的重要科学问题。已有相关研究显示全球气温暖化趋势将对许多爬行动物种类产生不利影响,特定物种如无法适应或迁移则将面临当地或全球灭绝危险,气候快速变化对具有狭窄气候和生境要求或迁移能力有限的种类影响更大。例如,Sinervo等对分布于墨西哥刺蜥属Sceloporus的200个不同地区的蜥蜴种群当前和历史调查的比较发现,这些地区温度变化过于迅速从而使得蜥蜴无法跟上适应,气温的上升已经驱使当地蜥蜴种群的12%走向灭绝。Cadby等对卵胎生斑点石龙子Niveoscincus ocellatus两个不同种群的生活史特征进行了九年研究,结果表明种群分布区的温度显著影蜥蜴产仔时间,但对窝仔数没有影响,他们推测物种分布区快速的温度升高可能会影响蜥蜴生长周期进程,随之对后代适合度和成活率带来潜在不利影响。然而,并非所有的物种或种群对环境改变都具有同样的敏感性或表型响应。Arajo等对欧洲分布爬行类的研究认为温度上升对爬行动物的不利影响要小于预期估计,气候变冷相对变暖对爬行动物的不利影响更大,爬行动物有限的扩散能力可能使得气候变化对其的不利影响加剧。Jammes等的研究结果则显示随温度升高,主要分布于欧亚的一种卵生蜥蜴Lacerta (Zootoca) vivipara生活史特征(个体大小、生育力、繁殖输出、窝卵数等)发生的改变反而强化了其适合度,即升温对该类群蜥蜴是有益的。因此,若不同物种或种群的环境敏感性是非随机的且与某些特征有重要的联系,则辨析这些特征将十分有助于解释爬行动物在特定区域分布和种群存续的原因
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:将荒漠沙蜥饲养在20℃,24℃和28℃三个背景温度处理组, 背景温度梯度用来模拟气候暖化。通过测定蜥蜴产前和产后的选择体温、活动表现以及母体的繁殖数据,检测组间差异,探讨气候暖化对爬行动物活动表现和繁殖的影响。
研究计划:
2015.05-2015.10:开展实验,获得并整理实验数据
4. 研究创新点
与本课题相关的研究在国外主要在欧洲和中美洲进行,在亚洲仅覆盖东南亚部分国家和地区。在中国这里开展气候暖化对荒漠沙蜥活动表现和繁殖影响的研究很有可能获得一些与世界其它地区不同的新发现并且对这些现象做出一些新解释。因此,本研究的地域性特色显著。
结合荒漠沙蜥在不同温度下的活动表现、选择体温和繁殖,能够更全面地反映气候暖化对其造成的影响,进而可以更准确地评估该种蜥蜴面对不断暖化的气候的易危状况的评估。在实验设计思路上有创新。