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通过信息素所进行的化学通讯对众多生物类群的繁殖、母系抚育、攻击和警戒等行为起重要的调节作用。其中繁殖行为,特别是脊椎动物的有性繁殖,对物种的延续和进化又具有毋庸置疑的重要意义。国内外现有的研究多数是以模式动物一小鼠(Mus musculus)作为化学通讯和信息素的研究对象,而对于处于生物进化过程中由水生过度到陆生阶段的两栖动物而言,所开展的研究依然不够丰富。为此,于2008年4月27日至2009年4月15 R,针对我国所特有的两栖动物东方蝾螈(Cynops orientalis)设计了一系列的行为实验。通过对其行为的观察、记录和统计学分析,研究了化学通讯对处于繁殖季节的雌雄两性东方蝾螈的繁殖行为的作用和影响,这些行为涵盖东方蝾螈对异性个体,即潜在配偶的识别、吸引和偏好。
主要研究结果如下:
1.东方蝾螈对异性个体的识别、吸引和偏好
处于繁殖季节的雌性东方蝾螈能够通过化学通讯识别出异性个体,在偏好时间和选择频次两个指标上都对其做出明显的偏好选择(t=-3.984,P=O.003;t=-3.032,P=O.014,Paired-samples t test,2-tailed,n=lO),对同性则没有表现出选择上的偏好(t-1.561,P=0.153;t=-1.233,P=-0.249,Paired-samples t test,2-tailed,n=10)。而雄性东方蝾螈则无论在其他同性个体存在与否,其在偏好时间和选择频次两个指标上对异性个体均不表现出选择上的偏好(无其他雄性:t=0.169,p=-0.871;t=0.000,P=1.000,Paired-samples t test,2-tailed,n-7;有其他雄性:t=-1.472,P=-0.192;t=-0.662,P=-0.557,Paired-samples t test,2-tailed,n=7)。这一结果也能够理解为雄性东方蝾螈可以通过化学通讯的方式来吸引雌性,反之则不然。GC-MS分析得出,东方蝾螈两性之间主要存在油酸(特征峰3)(t=2.551,P=0.025,Independent-samples t test,2-tailed)与某种甾(特征峰10)(t=-2.066,P=-0.039,Mann-WhitneyU test)的差异,有理由认为这两种物质决定了两性东方蝾螈的上述偏好。
2.来自密度不同种群的雄性东方蝾螈对雌性的吸引
不同的种群密度为雄性东方蝾螈带来不同的社群压力,这种压力是否能够在繁殖行为上有所表现就是本研究的另一个目的。将雄性个体分三种密度(分别是低密度种群d=1,中密度种群d=3和高密度种群d=9)进行饲养来模拟现实中的不同种群密度。通过雌性个体对它们进行偏好选择上的比较,发现雌性个体更偏好于来自设计密度梯度当中密度较高种群的雄性个体。当选择对象分别来自密度相对接近的两个种群时,雌性个体在偏好时间上均表现极显著差异(t=-2.330,P=O.045;t=-2.780,P=O.021,Paired-samples t test,2-tailed,n=10),而在选择频次上未表现差异(t=-2.046,p=0.071;t=-2.077,P=0.068,Paired-samples ttest,2-tailed,n=10)。当对低密度和高密度之间进行比较时,偏好时间和选择频次均表现极显著的差异(t=-3.029,P=-O.014;t=-2.535,P=0.032,Paired-samplest test,2-tailed,n=10)。这样的结果表明,种群密度的差异能够导致雄性个体吸引雌性能力的差异。种群密度高则意味着较少的繁殖机会,这种社群压力能够影响雄性个体增强自身对异性的吸引,从而增加自身的繁殖机会。