小毛足鼠(Phodopus roborovskii)在我國主要棲息于北方沙漠地區(qū),,如內(nèi)蒙古渾善達(dá)克沙地,。小毛足鼠體重很小,一般在13-18克,。小體型的動物由于體表面積與體積之比較大,,熱量散失快,因此維持體溫的能量代價也較高,,面臨低溫脅迫時尤甚,。小毛足鼠主要以植物種子為食,是沙地生態(tài)系統(tǒng)的重要成員,。為了解其低溫條件下熱生理學(xué)和能量學(xué)等適應(yīng)性特征,,中國科學(xué)院動物研究所動物生理生態(tài)學(xué)研究組的研究人員使用無線遙測技術(shù)監(jiān)測了低溫馴化條件下小毛足鼠的體核溫度和活動性,用開放式代謝儀測定了動物產(chǎn)熱能力的變化,,使用運動檢測系統(tǒng)來記錄動物的每日活動強(qiáng)度和時間分配,,并對能量攝入等指標(biāo)進(jìn)行了測定。
研究發(fā)現(xiàn),,1)小毛足鼠的體溫和活動性表現(xiàn)出很強(qiáng)的似晝夜節(jié)律,,夜間體溫和活動性顯著高于白天,為典型的夜行性動物,。冷馴化期間小毛足鼠的平均體核溫度下降0.21攝氏度,,體溫下降主要發(fā)生在黑暗相(活動相),而光照相(休息相)的體溫維持穩(wěn)定在35.9攝氏度,,表明小毛足鼠在光照相的體溫可能是其恒溫維持的最低水平,。休息相時維持較低的體溫,可使動物在保證正常生理功能的同時節(jié)約總體能量支出,,具有適應(yīng)意義,。盡管小毛足鼠體重很小,但在低溫和充足食物的實驗條件下沒有監(jiān)測到在小體型動物中(或同一屬動物黑線毛足鼠中)存在的異溫現(xiàn)象(如日蟄伏),。2)冷馴化條件下小毛足鼠的產(chǎn)熱能力顯著提高,。3)冷馴化期間,小毛足鼠的食物攝入,、消化道的總長度和重量也顯著增加,,消化率和能量攝入相應(yīng)提高,,體重維持相對穩(wěn)定。4)小毛足鼠在冷馴化期間保持較高的運動水平,,且每日高強(qiáng)度運動開始的時間也沒有改變,。這說明動物在低溫條件下依然保持活躍的活動狀態(tài),這些發(fā)現(xiàn)與小毛足鼠夜間覓食的習(xí)性相一致,。
總之,,小毛足鼠在面對低溫時,盡管體溫調(diào)節(jié)的代價很高,,但在能量供應(yīng)充足的條件下,,會采取積極的策略:如增加能量攝入和消化能力、提高產(chǎn)熱能力等,,從而維持穩(wěn)定的體溫和體重,,同時動物每天活動的強(qiáng)度和開始的時間不變,也沒有表現(xiàn)出小體型動物中常見的異溫性特點,。然而,,當(dāng)小毛足鼠在23攝氏度的環(huán)境溫度下進(jìn)行24小時食物限制時,動物可表現(xiàn)出低于30攝氏度的低體溫,,這種低體溫現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)在該物種中尚屬首次,,其意義尚在進(jìn)一步研究中。
該項研究工作已在Journal of Comparative Physiology B 上發(fā)表(Chi Qing-Sheng and Wang De-Hua. 2010. Thermal physiology and energetics in male desert hamsters (Phodopus roborovskii) during cold acclimation. J Comp Physiol B. DOI 10.1007/s00360-010-0506-6),。
圖1 冷馴化對雄性小毛足鼠光照相和黑暗相體溫的影響(星號表示組間差異顯著,,垂直破折號線表示冷馴化開始的時間)
圖2 冷馴化組中1只代表性雄性小毛足鼠轉(zhuǎn)輪活動的復(fù)式活動度圖(圖的頂部是每天的時鐘時間,圖的左邊和右邊分別是實驗日期和每天的轉(zhuǎn)輪平均數(shù),;每一行中的黑色區(qū)域表示動物在當(dāng)天的這一時間段內(nèi)活動強(qiáng)度高于平均值,,空白區(qū)域則表示活動強(qiáng)度低于當(dāng)天的平均值;紅色箭頭示第15天為冷馴化開始時間)