密度应激介导的小型哺乳动物种群的密度制约性繁殖——来自根田鼠种群的2个野外实验证据

作者:海北站  更新时间:2022-07-05

      在小型哺乳动物种群中,密度制约性繁殖可通过抑制种群繁殖而使种群波动趋于稳定。虽然已有大量研究表明,空间行为及社群行为不仅与密度制约性繁殖存在密切关联,而且并被认为是引起密度制约性繁殖的主要行为机制,但是,迄今密度制约性繁殖的近因尚不清楚。对终生一胎类动物(如澳大利亚有袋类动物、北极地松鼠Spermophilus parryii plesius)或社会性合作繁殖动物(非洲鬣狗Lycaon pictus、灰狼Canis lupus)而言,由于一生只有一次繁殖机会或为了争夺配偶,优势个体往往具有较高的糖皮质激素水平和较高的繁殖成功率。然而,在终生多胎类动物(如田鼠类)种群中,由于一生有多次繁殖机会,对配偶的争夺并不表现出强烈的攻击行为,优势个体往往具有较低的糖皮质激素,且高密度种群可引起个体的应激反应。小型哺乳动物属于终生多胎类动物,当它们处于慢性应激状态时,糖皮质激素升高,且可通过生殖轴系而影响其繁殖。因此,对小型哺乳动物而言,密度应激导致的高糖皮质激素水平可能是引起种群密度制约性繁殖的重要因子。
      为了验证该假设,我们以根田鼠为研究对象,在野外大型封闭式围栏,通过建立高密度和低密度围栏种群,测定了不同密度处理个体的粪便皮质酮含量、种群补充率、繁殖状态比例及种群数量,以分析密度应激在密度制约性繁殖中的作用。

      结果发现,在2年的重复实验期间,高密度围栏的种群数量始终显著高于低密度围栏的种群数量,且高密度围栏的种群补充率和繁殖状态比例均显著低于低密度围栏种群,而高密度围栏种群的粪便皮质酮含量显著高于低密度围栏种群,表现为种群密度与繁殖呈负相关,与粪便皮质酮呈正相关(图1)。

 
图1 种群密度(A),种群补充率(B)、雌性繁殖状态比例(C)、雄性繁殖状态比例(D)和FCM水平(E)。FCM的数据已在之前的论文中发表(Bian et al., 2015; Yang et al., 2018)。

      通过构建结构方程模型发现,种群密度可通过个体粪便皮质酮水平而影响种群的补充率以及雄性个体的繁殖状态(图2)。
 
图2 结构方程模型中的递归模型分析结果,种群数量和FCM水平对繁殖雌性状态比例(A)和雄性繁殖状态比例(C)以及种群(B)的直接和间接影响。结构方程模型包括诱捕次数、种群数量和FCM水平影响繁殖的所有可能的途径。箭头表示因果关系的指向。红色细实线代表显著的正向效应;红色粗实线表示显著的负向效应;蓝色虚线表示吴显著效应。与每个箭头相关的路径系数显示标准化的效应值。数字表示标准路径系数。CT:捕获会话累积时间;RR,夺回率;N:种群数量;P:个体繁殖状态比例;R:种群补充率。* P < 0. 05, ** P < 0.001;雌性个体的繁殖状态比例:X2 = 6.87, P = 0.23, RMSEA = 0.05; 雄性个体的繁殖状态比例:X2 = 2.19, P = 0.33, RMSEA = 0.03; 种群补充率X2 = 4.14, P = 0.39, RMSEA = 0.02。RMSEA表示近似误差均方根。

      我们的结果说明,高密度种群可通过应激反应而抑制种群繁殖,密度应激是小型哺乳动物种群产生密度制约性繁殖的重要因子。


(本文转载自“Wiley生态环境”公众号)


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