【摘 要】
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在东北林区,西伯利亚狍(Capreolus pygargus)是一种典型的林栖有蹄类动物。由于该地区在过去相当一段时期内曾经历过大规模的森林采伐、毁林开荒、道路修筑等一系列人类干扰活动,加之气候变化、森林火灾和病虫害侵扰等,导致狍栖息生境中的森林植被外貌和内部结构发生了明显变化。与此同时,面对这种生境的变化,狍种群在生态适应和遗传组成等方面产生了一系列的反应。为此,作者在黑龙江省穆棱林区选择了两种
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金项目(257218AA30);
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在东北林区,西伯利亚狍(Capreolus pygargus)是一种典型的林栖有蹄类动物。由于该地区在过去相当一段时期内曾经历过大规模的森林采伐、毁林开荒、道路修筑等一系列人类干扰活动,加之气候变化、森林火灾和病虫害侵扰等,导致狍栖息生境中的森林植被外貌和内部结构发生了明显变化。与此同时,面对这种生境的变化,狍种群在生态适应和遗传组成等方面产生了一系列的反应。为此,作者在黑龙江省穆棱林区选择了两种典型的具有差异性的狍生境:(1)未受人类活动干扰的、位于保护区内的原生林生境和(2)受人类活动干扰的、位于保护区外的次生林生境,通过野外生境调查和采集粪便样本,运用分子生物学DNA遗传分析、营养生态学和微生物宏基因组学分析技术,对两个生境内狍种群的遗传多样性、营养选择策略和粪便肠道菌群的结构和功能特征进行了比较分析,并对研究区内的狍适宜采食生境分布进行了预测,藉以探讨人类活动干扰下形成的不同生境类型是如何驱动狍种群在遗传结构、生境适宜性、营养策略以及肠道菌群的结构和功能上产生适应性对策。主要结果如下:1、两种生境中狍种群遗传多样性研究两个生境内的狍种群间尽管有较高的基因流,但由于地理隔离及两个生境中植被类型的差异,已经呈现发生种群遗传分化的趋势。线粒体标记检测以及微卫星标记分析结果均表明穆棱林区内整体狍种群的遗传多样性处于中等水平(PIC=0.676~0.774),其中,原生林生境内狍种群的遗传多样性高于次生林生境内狍种群。穆棱林区内狍种群的进化历史复杂,未检测到种群历史扩张事件,但可能经历了逐步分化的过程。人类活动及生境类型影响穆棱林区狍种群的遗传多样性及分布。2、两种生境中狍冬季适宜采食生境预测人类活动干扰及对研究区域保护力度的差异,使研究地区形成了植被结构组成明显不同的两种生境(P<0.05),这导致了两个狍种群的可食用植物分布及适宜生境分布存在明显的分化(P<0.05)。原生林生境内狍的可食用植物分布及适宜生境分布比例均高于次生林生境。景观能量分布(可食植物组成)对穆棱林区内狍适宜采食生境的分布格局影响最大,其次为人为干扰变量(村庄、农田)和植被结构。3、两种生境中狍种群食物组成和营养策略研究两种生境内部植被的结构组成差异显著,导致两个狍种群的营养策略在食物组成及对营养素的摄取中都存在明显的差异(P<0.05)。在食物组成方面,原生林生境的狍以榛属(Corylus spp.)和槭属(Acer spp.)植物为主要食物,而次生林生境的狍则以豆荚(Glycine spp.)和榛属植物作为主要食物。营养素摄取方面,原生林生境的狍对粗蛋白、粗脂肪及可溶性糖有较高的摄取量,而次生林生境的狍则摄取更多的可消化纤维。狍种群冬季可食植物中的营养成分在植物类别和植物种、属水平上均有较大的差异。在植物类别水平上,灌木及落叶乔木物种中的碳水化合物含量较高;针叶乔木物种中的粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖含量均较高,但同时也含有较高浓度的单宁;落叶乔木物种中的粗蛋白、粗脂肪、碳水化合物及单宁的含量比较均衡。RMT模型的结果表明,穆棱林区中狍的采食目标是在几种主要的常量营养素之间达到一定的平衡。尽管两个生境中的狍个体表现出不同的营养策略,但都通过调整对不同食物类别的采食量来达到维持常量营养素之间平衡的目的。4、两种生境中狍肠道菌群结构及功能研究生境的分化导致了穆棱林区内两个狍种群的肠道菌群在多样性、结构及功能方面均表现出显著的差异(P<0.05)。原生林生境内狍的肠道菌群多样性显著高于次生林生境狍(P<0.05)。在功能水平上,原生林生境肠道菌群组在碳水化合物代谢上体现出更高的丰度,而次生林生境肠道菌群组则在脂肪酸代谢方面体现出更高的丰度。5、生境类型的差异对狍适宜生境分布—营养策略—肠道菌群的关联影响研究人类活动干扰导致穆棱林区内形成了两种差异显著的生境类型。狍为了适应不同的生境类型,在营养选择策略—肠道菌群的结构和功能上发生了一系列的连锁性变化。生境类型的不同伴随着生境内部的植物群落组成,狍可食植物的组成、可获得性和品质具有差异性,导致狍对主要营养素的摄取比例及营养策略具有差异性。此外,由于肠道菌群与宿主饮食共同进化,动物营养策略的不同还伴随着肠道菌群组成以及与相应营养素代谢有关的功能途径的表达不同。综上,结果表明营养策略的调整及肠道菌群的结构和功能的表达能够反映狍种群对于不同类型生境的适应性。
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