韓群花，張美文，郭 聰，沈 果，周訓(xùn)軍，王 勇，李 波，徐正剛

1 四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，成都 610064 2 中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站，長(zhǎng)沙 410125

種群密度效應(yīng)對(duì)成年?yáng)|方田鼠內(nèi)臟器官的影響

韓群花1,2，張美文2,*，郭 聰1，沈 果2，周訓(xùn)軍2，王 勇2，李 波2，徐正剛2

1 四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，成都 610064 2 中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站，長(zhǎng)沙 410125

為了研究種群密度對(duì)東方田鼠(Microtusfortis)內(nèi)臟器官(心、肺、肝、脾、腎、腎上腺)的影響，隨機(jī)選取穩(wěn)定的同性別飼養(yǎng)群的成年?yáng)|方田鼠258只，雌雄各半，分A組30籠：2只/籠，B組15籠：4只/籠，C組11籠：6只/籠和D組9籠：8只/籠共4個(gè)密度組，飼養(yǎng)90d后解剖，取內(nèi)臟器官，稱(chēng)重以及測(cè)定血漿皮質(zhì)醇濃度并進(jìn)行比較。結(jié)果表明:在相同密度內(nèi)，除B組孕鼠的肝臟重較未孕鼠有極顯著差異外，其它各組(A、C、D)懷孕鼠和未孕鼠的各內(nèi)臟器官重均無(wú)顯著差異。在不同密度間，懷孕鼠的肝臟重有極顯著差異，孕鼠與未孕鼠的其余各內(nèi)臟器官均無(wú)顯著差異；雄鼠的肺重、脾臟重和雌鼠的脾臟重、腎上腺重差異顯著，其余各器官重在不同密度間雖未表現(xiàn)出顯著差異，但均具有隨著密度增加而器官重量逐漸增大的趨勢(shì)。各個(gè)密度組中的雄性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度分別顯著高于雌性，且差異顯著；同一性別比較，不同密度間的雌性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度差異不顯著，而雄性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度差異則顯著，隨密度增大而明顯增加?？梢?jiàn)高密度壓力導(dǎo)致內(nèi)臟器官重量上有所調(diào)節(jié)，但不同臟器受密度因素影響程度不同。

東方田鼠; 內(nèi)臟器官; 密度制約

動(dòng)物內(nèi)臟器官是生理功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，其重量及其臟器指數(shù)往往與動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育[1- 2]、繁殖[3- 4]、季節(jié)及棲息環(huán)境變化[5- 6]有關(guān)，可反應(yīng)特定環(huán)境下的生理指標(biāo)。因此，內(nèi)臟器官的變化在一定程度上能反映出動(dòng)物所處的生長(zhǎng)發(fā)育階段和生理生態(tài)狀況，可作為動(dòng)物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的近似指標(biāo)[1,7]。目前，國(guó)內(nèi)不少學(xué)者對(duì)鼠類(lèi)的內(nèi)臟器官進(jìn)行了測(cè)量及研究，如黃毛鼠(Rattuslosea)[3]、高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)[8]、灰倉(cāng)鼠(Cricetulusmigratorius)[9]、褐家鼠(Rattusnorvegicus)[10]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不同年齡、性別和生境間，不同鼠種存在一定的差異。國(guó)外也有許多研究者就不同因素對(duì)內(nèi)臟器官影響進(jìn)行了探討，如逐漸縮短光周期和溫度對(duì)褐家鼠和金色中倉(cāng)鼠(Mesocricetusaurtus)[11]、低溫馴化和高海拔對(duì)拉布拉多白足鼠(Peromyscusmaniculatus)[12]，以及基本新陳代謝率與內(nèi)臟器官的關(guān)系[1,13]等等。已有許多研究證明密度因素對(duì)嚙齒動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育[14- 16]、繁殖[17- 18]、免疫功能[15]和行為[19- 20]有顯著影響，而對(duì)內(nèi)臟器官(心、肺、肝、脾、腎等)很少見(jiàn)到報(bào)道。心臟是動(dòng)物體內(nèi)推動(dòng)血液循環(huán)的器官，肺是重要的呼吸器官，脾臟屬外周免疫器官之一，肝臟和腎臟是體內(nèi)新陳代謝的重要器官。因此內(nèi)臟器官也可能隨不同密度條件下的社群壓力不同而有相適應(yīng)的變化。

東方田鼠(Microtusfortis)為洞庭湖區(qū)主要農(nóng)業(yè)害鼠之一，每年汛期，大量的東方田鼠從湖灘遷入農(nóng)田，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失[21]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于該鼠的研究較多，主要有生態(tài)學(xué)特征[22- 23]、繁殖特性[24- 27]、遷移行為[28- 29]及成災(zāi)原因[30- 33]。胡忠軍等[6,22]曾比較洞庭湖區(qū)不同生活條件下以及實(shí)驗(yàn)室封閉群的東方田鼠內(nèi)臟器官，何嵐等[34]和朱俊霞等[35]研究了次生物質(zhì)和蛋白含量及限食條件對(duì)東方田鼠內(nèi)臟器官的影響。而不同密度東方田鼠對(duì)內(nèi)臟器官的研究未見(jiàn)報(bào)道，本文對(duì)室內(nèi)飼養(yǎng)條件下東方田鼠不同密度內(nèi)臟器官及外部形態(tài)進(jìn)行了測(cè)量，同時(shí)對(duì)不同性別，不同密度的東方田鼠臟器指標(biāo)和應(yīng)激激素皮質(zhì)醇濃度進(jìn)行了比較分析。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物

本研究所用的東方田鼠為捕自湖南省洞庭湖區(qū)湖灘野生個(gè)體的實(shí)驗(yàn)室繁殖后代。繁殖鼠飼養(yǎng)于43 cm×32 cm×19 cm的塑料飼養(yǎng)籠中(蘇州市蘇杭科技器材有限公司生產(chǎn))，實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)條件為自然光照，飼料由湖南省萊斯康公司(湖南)提供，用滅菌鋸末作為墊料，飼養(yǎng)溫度保持在18—22 ℃，光照12 L：12 D，飲用水為自來(lái)水，飼料和水自由攝取，并定期更換墊料。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

258只東方田鼠，分成4個(gè)飼養(yǎng)密度組：A組2只/籠，共30籠(60只);B組4只/籠，共15籠(60只);C組6只/籠，共11籠(66只);D組8只/籠，共的9籠(72只)，每籠雌雄各半。為了避免熟悉成年個(gè)體近親繁殖，同一試鼠籠內(nèi)的東方田鼠均來(lái)自不同的飼養(yǎng)群，彼此為陌生個(gè)體。 東方田鼠飼養(yǎng)3個(gè)月之后，由于打斗、嘶咬等因素導(dǎo)致試驗(yàn)個(gè)體死亡，去除新補(bǔ)充的個(gè)體，最后得到試鼠從配對(duì)到解剖的各組個(gè)體分別有:A組雄29只，雌27只；B組雄21只，雌25只；C組雄22只，雌21只；D組雄30只，雌23只。

東方田鼠在相同飼養(yǎng)管理環(huán)境下飼養(yǎng)3個(gè)月之后解剖，解剖前將東方田鼠用乙醚微麻醉，稱(chēng)體重(±0.1 g)、量體長(zhǎng)、尾長(zhǎng)(±1 mm) 之后解剖，仔細(xì)分離出心臟、肺、肝臟、腎臟、脾臟、腎上腺等內(nèi)臟器官及睪丸、附睪、子宮、卵巢性腺器官，盡量剝離附著在上述臟器周?chē)闹窘Y(jié)締組織，用吸水紙吸去表面的血液后，立即用電子天平(奧豪斯儀器(上海)有限公司)稱(chēng)量，精確到±0.001 g。在實(shí)驗(yàn)期間，試鼠死亡就補(bǔ)充新的成熟試鼠以保持相同的種群密度。

血漿皮質(zhì)醇濃度采用放射性免疫測(cè)定法(RIA)，AMEKO ELISA試劑盒由上海越研生物科技有限公司提供。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用雙因素方差分析(Two-way ANOVA)比較體重和胴體重的性別和密度間差異。為去除體重(或胴體重)的影響，以胴體重為協(xié)變量，用雙因素協(xié)方差分析(Two-way ANCOVA)比較內(nèi)臟器官重量的不同密度以及性別間差異。對(duì)體重、胴體重和內(nèi)臟器官重量，雌雄分開(kāi)處理，用單因素方差分析(One-way ANOVA)及post hoc比較同一性別不同密度間終體重和胴體重的差異；以胴體重為協(xié)變量，用單因素協(xié)方差分析(One-way ANCOVA)及post hoc(LSD 檢驗(yàn))比較內(nèi)臟器官重量的密度間差異。同一密度不同性別之間的體重和胴體重差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(Independent samplest-test)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；同一密度不同性別之間的內(nèi)臟器官重量，以胴體重為協(xié)變量，用單因素協(xié)方差分析(One-way ANCOVA)統(tǒng)計(jì)分析；同一性別不同密度間的血漿皮質(zhì)醇濃度采用單因素方差分析(One-way ANOVA)統(tǒng)計(jì)分析。所有統(tǒng)計(jì)分析借助SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件包完成，數(shù)據(jù)正態(tài)性和方差齊性分別用Kolmogorov-Smirnov 檢驗(yàn)和Levene 檢驗(yàn)。文內(nèi)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean ±SE) 表示，P<0.05(雙尾檢驗(yàn))即認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 不同密度飼養(yǎng)條件下的體重與胴體重比較

獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示，雌雄鼠的平均胴體重分別為(51.48±0.91)g和(64.08±1.07)g，雄鼠顯著高于雌鼠(t=8.899，df=196，P<0.01)；雙因素方差分析表明，雌雄鼠的平均初體重、終體重和胴體重均有顯著差異(表1)。而初體重在密度間沒(méi)有顯著性差異(♀：F(3，92)= 2.164，P>0.05；♂：F(3，98)= 1.240，P> 0.05)，到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的終體重和胴體重均有顯著性差異(表1)，但雄鼠中無(wú)顯著差異(終體重：F(3，98)= 1.532，P>0.05；胴體重：F(3，98)= 1.136，P>0.05)，而在雌鼠中則差異顯著(終體重：F(3，92)= 5.269，P<0.05；胴體重：F(3，92)= 2.979，P<0.05)(表1)。因此其后胴體重為協(xié)變量的內(nèi)臟器官重量的相關(guān)計(jì)算均以雌雄分開(kāi)統(tǒng)計(jì)。

2.2 不同密度條件下成年雌鼠繁殖情況對(duì)內(nèi)臟器官的比較

以胴體重為協(xié)變量的雙因素協(xié)方差分析表明(表2)，密度和雌鼠繁殖情況只對(duì)肝臟重有影響。單因素協(xié)方差分析表明，在組內(nèi)，除B組孕鼠的肝臟重較未孕鼠有顯著差異外(A組：F(1，24)=3.744，P>0.05；B組：F(1，21)= 8.130，P<0.05；C組：F(1，18)=0.003，P>0.05；D組：F(1，20)=0.110，P>0.05)，其余各內(nèi)臟器官重，在懷孕鼠和未孕鼠中均無(wú)顯著差異，其中，A組接近于顯著水平(P=0.064)。在不同密度組間，只有孕鼠的肝臟重有極顯著差異(F(3，54)= 7.363，P<0.001)，其余各內(nèi)臟器官重，不論孕鼠還是未孕鼠，均無(wú)顯著差異。

表1 不同密度東方田鼠雄性和雌性初體重和終體重Table 1 Comparison of original and last body mass in male and female under different density

表中各數(shù)值以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(X±SE) 表示， 字母不同表示差異顯著; 密度×性別,以及密度和性別對(duì)器官重量的交互作用,用ACOVA進(jìn)行分析; 顯著性水平為P<0.05, ns表示差異不顯著

表2 成年雌鼠繁殖情況對(duì)內(nèi)臟器官的比較①Table 2 Comparison of adult female pregnant condition on internal organ

①表中各數(shù)值以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(X ± SE) 表示, 字母不同表示差異顯著; 密度×懷孕,以及密度和懷孕對(duì)器官重量的交互作用以胴體重為協(xié)變量,用ANCOVA進(jìn)行分析; 顯著性水平為P<0.05, ns表示差異不顯著; ②懷孕鼠的腎上腺樣本數(shù)為：15, 5, 10, 9; 未孕數(shù)腎上腺樣本數(shù)為：1, 10, 5, 3

2.3 不同密度內(nèi)臟器官的比較

雌鼠肝臟因受懷孕的影響明顯，故只統(tǒng)計(jì)未懷孕雌鼠，其余雌鼠內(nèi)臟均為懷孕鼠與未懷孕鼠的總數(shù)據(jù)。結(jié)果見(jiàn)表3。

以胴體重為協(xié)變量雙因素協(xié)方差分析表明，脾臟重和腎上腺重有明顯性別差異，心臟重、腎臟重、肺重和肝臟重在性別間無(wú)顯著差異(表3)。經(jīng)以胴體重為協(xié)變量的單因素協(xié)方差分析，在不同性別間，各個(gè)密度組中雌鼠脾臟重(0.2044± 0.0154)g顯著高于雄鼠(0.0940±0.0081)g(F(1，194)= 33.233，P<0.001)，腎上腺重也表現(xiàn)為雌鼠(0.0182±0.0014)g大于雄鼠(0.0357±0.0013)g(F(1，118)= 83.971，P<0.001)，其中，A、B、C、D組雌鼠的脾臟重明顯高于雄鼠(A組：F(1，52)=19.021，P<0.001；B組：F(1，43)=7.584，P<0.05；C組：F(1，40)=13.387，P<0.05；D組：F(1，50)=2.760，P<0.05)。A、B、C、D組雌鼠的腎上腺重同樣也明顯高于雄鼠(A組：F(1，30)=8.304，P<0.01；B組：F(1，25)=19.998，P<0.001；C組：F(1，29)=42.978，P<0.001；D：F(1，25)=38.091，P<0.001)。

以胴體重為協(xié)變量雙因素協(xié)方差分析表明，在不同密度間，肺重、脾臟重、腎上腺重有明顯差異，心臟重、腎臟重和肝臟重?zé)o顯著差異(表3)。以胴體重為協(xié)變量，對(duì)雌雄鼠各內(nèi)臟器官作單因素協(xié)方差分析。雄鼠的肺重、脾臟重和雌鼠的脾臟重、腎上腺重在不同密度組差異顯著(雄鼠：肺重F(3，59)= 5.655，P<0.01；脾臟重F(3，97)= 4.645，P<0.01；雌鼠：脾臟重F(3，90)= 3.111，P<0.05；腎上腺重F(3，53)= 3.026，P<0.05)。其余各器官重在不同密度間雖未表現(xiàn)出顯著差異，但均具有隨著密度增加而器官重量逐漸增大的趨勢(shì)。

表3 不同密度內(nèi)臟器官的比較①Table 3 Comparison of internal organs of M. fortis in different density

①表中各數(shù)值以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(X±SE) 表示,字母不同表示差異顯著; 密度×性別,以及密度和性別對(duì)器官重量的交互作用以胴體重為協(xié)變量,用ANCOVA進(jìn)行分析; 顯著性水平為P<0.05, ns表示差異不顯著; ②雌鼠肝臟統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)分別為:4,16,8,8; ③雄鼠腎上腺統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)為:17,13,17,16;雌鼠腎上腺的樣本數(shù)為:16,15,15,12

2.4 不同密度應(yīng)激激素血漿皮質(zhì)醇的比較

單因素方差分析表明(表4)，同一密度組的血漿皮質(zhì)醇濃度在不同性別間表現(xiàn)為雄鼠((141.50±2.26)ng/mL)大于雌鼠((48.74±1.15)ng/mL)(A組：F(1，40)=331.946，P<0.001；B組：F(1，37)=379.391，P<0.001；C組：F(1，43)=559.505，P<0.001；D組：F(1，43)=795.631，P<0.001)。同一性別比較，不同密度條件下雌性個(gè)體的血漿皮質(zhì)醇濃度無(wú)顯著性差異(F(3，61)= 1.509，P>0.05)，雄性個(gè)體的血漿皮質(zhì)醇濃度差異顯著(F(3，101)= 46.575，P<0.001)。其中，A、B組間明顯較低，C、D組明顯較高(A-C：F(1，50)= 43.461，P<0.001；B-C：F(1，49)= 62.210，P<0.001；A-D：F(1，52)= 74.526，P<0.001；B-D：F(1，51)= 103.969，P<0.001)，這與腎上腺器官重量的變化相一致。

表4 不同密度應(yīng)激激素皮質(zhì)醇的比較Table 4 Comparison of Plamsa Cortisol of M. fortis in different density

表中各數(shù)值以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(X±S E) 表示;字母不同表示差異顯著; 顯著性水平為P<0.05

3 討論與分析

臟器指數(shù)可以反映動(dòng)物的生理功能，其大小是一定環(huán)境條件下的生理指標(biāo)。不同種群密度下，由于動(dòng)物所處環(huán)境條件不同，個(gè)體自身會(huì)有一定的生理變化，如高密度情況下，胸腺縮小，腎上腺增大和性腺萎縮，生理機(jī)能隨之衰退[17,36- 37]。而對(duì)不同密度條件下的內(nèi)臟器官的心、肺、肝、脾、腎等器官很少見(jiàn)到報(bào)道。對(duì)東方田鼠內(nèi)臟器官的報(bào)道見(jiàn)于對(duì)不同生活條件、性別以及食物數(shù)量與質(zhì)量方面影響的報(bào)道[6,22,34- 35]。

以往研究顯示成年?yáng)|方田鼠軀體大小雌雄間差異極顯著[22]。而內(nèi)臟器官重量雌雄間均無(wú)明顯差異。這說(shuō)明該鼠進(jìn)入成體階段后,在外部和頭骨形態(tài)特征方面已呈現(xiàn)明顯的性二型，而臟器卻沒(méi)有此現(xiàn)象。胡忠軍等[22]探討了實(shí)驗(yàn)室封閉群第7、8代東方田鼠 (M.f.calamorum)臟器的形態(tài)學(xué)指標(biāo)在雌雄間、年齡組間的差異及其與體重的關(guān)系。認(rèn)為臟器絕對(duì)指標(biāo)成年鼠顯著長(zhǎng)于或大于亞成年鼠，臟器絕對(duì)重量與體重正相關(guān)，臟器相對(duì)重量與體重負(fù)相關(guān)。臟器絕對(duì)和相對(duì)指標(biāo)雌雄鼠間差異不顯著。朱俊霞等[35]的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)限食70% 使東方田鼠體重減少，脾臟、肝臟、腎臟重均顯著減輕。10%蛋白含量降低了脾臟重和肝臟重，但未顯著影響腎臟重。何嵐等[34]的研究表明植物酚類(lèi)化合物可影響東方田鼠內(nèi)臟器官的發(fā)育，酚類(lèi)化合物對(duì)東方田鼠肝臟、腎臟指數(shù)有顯著的效應(yīng)，增加肝臟、腎臟重量，但對(duì)心臟影響不明顯。

本研究顯示，東方田鼠的心、肺、肝臟和腎臟重在性別間沒(méi)有顯著性差異，但脾臟和腎上腺重均差異顯著(P<0.001)。其中，脾臟重和腎上腺重均表現(xiàn)為雌鼠大于雄鼠。脾臟是免疫器官之一，脾臟重量的改變可反映出免疫系統(tǒng)的變化，雌鼠脾臟重高于雄鼠，可能是由于雄激素對(duì)免疫功能具有抑制作用，而雌激素則具有雙重影響[38]。腎上腺是重要的壓力響應(yīng)器官，它是下丘腦-垂體-腎上腺軸和交感神經(jīng)-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的重要組成部分，社群壓力一般能導(dǎo)致腎上腺重量的增加，這主要是皮質(zhì)肥大的結(jié)果[16,39]。Christian[17]認(rèn)為行為-內(nèi)分泌反饋系統(tǒng)通過(guò)刺激垂體-腎上腺皮質(zhì)活動(dòng)可調(diào)節(jié)種群增長(zhǎng)，而腎上腺皮質(zhì)肥大取決于社群壓力的強(qiáng)度和種群數(shù)量。Andrews等[40]曾對(duì)褐旅鼠(Lemmustrimucionatus)做過(guò)詳細(xì)研究，他提出腎上腺皮質(zhì)分泌活動(dòng)在高密度時(shí)甚至可增加20—60倍。曾縉祥等[36]也指出，小家鼠(Musmusculus)腎上腺重量隨性別和性活動(dòng)發(fā)生變化，呈現(xiàn)性別差異，即在性成熟后表現(xiàn)為雌性重于雄鼠，而且雌性在繁殖期腎上腺重量增加。東方田鼠脾臟和腎上腺在性別間的結(jié)果也與黃毛鼠[3]、室內(nèi)飼養(yǎng)的10月齡灰倉(cāng)鼠[9]、BALB/e-HSF1Knockout小鼠[41]的部分臟器指標(biāo)一致。這說(shuō)明脾臟和腎上腺重在雌性中高于雄性的現(xiàn)象存在于很多鼠當(dāng)中。

在不同密度組間，顯著性分析顯示，僅雄鼠的肺重、脾重和雌鼠的脾重、腎上腺重差異顯著，其余各器官重雖在不同密度間未表現(xiàn)出顯著差異，但基本均具有隨著密度增加而器官重量逐漸增大的趨勢(shì)?？梢?jiàn)高密度條件，已在內(nèi)臟器官重量上有所體現(xiàn)。在小哺乳動(dòng)物種群中，隨種群密度的增加，動(dòng)物繁殖和生存所需的相對(duì)資源量降低，為爭(zhēng)奪有限資源，個(gè)體間的攻擊行為肯定會(huì)有相應(yīng)增加[37,42]。由此可見(jiàn)，東方田鼠各內(nèi)臟器官重量的增加應(yīng)該是競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)量增加導(dǎo)致的結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)中，盡管高密度組的食物和水分供應(yīng)充足，但雌雄鼠的活動(dòng)空間相對(duì)有限，實(shí)驗(yàn)中觀察發(fā)現(xiàn)高密度組中的相互攻擊、打斗、嘶咬行為表現(xiàn)極為明顯，經(jīng)常有受傷的個(gè)體出現(xiàn)，試驗(yàn)期間的死亡率也相對(duì)較高。這些都是其壓力較大的體現(xiàn)，也是內(nèi)臟器官適當(dāng)增重的主要原因。

Christian[17]認(rèn)為，嚙齒類(lèi)種群數(shù)量上升時(shí)，種群內(nèi)個(gè)體間的“緊張”程度顯然會(huì)增加，從而對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激加強(qiáng)，主要影響腦下垂體和腎上腺的功能，從而影響了血漿皮質(zhì)醇激素的分泌。皮質(zhì)醇主要由腎上腺皮質(zhì)的束狀帶分泌產(chǎn)生，此類(lèi)激素在機(jī)體內(nèi)大多數(shù)組織的物質(zhì)代謝(糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝)中有著非常重要的調(diào)節(jié)作用。由于皮質(zhì)醇在機(jī)體內(nèi)正?；虍惓５纳韺W(xué)現(xiàn)象有較敏感的反應(yīng)，所以種群密度與血漿皮質(zhì)醇水平變化關(guān)系也極為密切。楊幼鳳等[14]研究魯西平原黑線倉(cāng)鼠(Cricetulusbarabensis)種群調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)，隨著種群密度的增加，該鼠腎上腺重量增加，血漿皮質(zhì)醇也隨之上升，且兩者呈顯著正相關(guān)。在小家鼠中也有類(lèi)似表現(xiàn)[43]。而李鳳華等[15]對(duì)布氏田鼠(Lasiopodomysbrandtii)研究顯示，除了中密度(4只/籠)雄性個(gè)體的血漿皮質(zhì)醇含量顯著高于雌性個(gè)體外，其它各組的血漿皮質(zhì)醇之間都沒(méi)有顯著差異。王金龍等[44]對(duì)高原鼠兔的研究也表明種群間的皮質(zhì)醇水平未表現(xiàn)出種群密度間的顯著差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示各個(gè)密度組中的雄性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度顯著高于雌性，且差異顯著，在同一性別中，不同密度間的雌性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度差異不顯著，而雄性個(gè)體血漿皮質(zhì)醇濃度差異則顯著。這可能是種群密度和動(dòng)物內(nèi)分泌變化間的關(guān)系可能具有種和性別的特異性。就東方田鼠而言，實(shí)驗(yàn)室高密度條件下應(yīng)激反應(yīng)主要體現(xiàn)在雄鼠的皮質(zhì)醇明顯增加。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，高密度組D組除具有明顯打斗、嘶咬行為，試鼠死亡率較高外，殺幼行為也非常普遍，幼仔在離乳前幾乎全被殺死[45]。

一些研究表明, 動(dòng)物的某些生理特征和動(dòng)物行為密切相關(guān)。當(dāng)動(dòng)物處于繁殖期時(shí), 其繁殖器官增重、性激素(如睪酮或雌激素) 水平提高、攻擊性相應(yīng)增強(qiáng)[19]。雌性個(gè)體的內(nèi)臟器官指標(biāo)與雌鼠參與繁殖和哺乳有關(guān)[3, 4, 9,46]。張美文等[4]比較洞庭湖區(qū)社鼠(Niviventerconfucianus)成年雌鼠的內(nèi)臟器官重量，結(jié)果是心臟、肺臟、肝臟和腎臟的指標(biāo)雖未有顯著性變化，但均以參與繁殖雌鼠較高。汪德勤[46]對(duì)Wistar大鼠的研究認(rèn)為：孕鼠臟器重量有不同程度的增重現(xiàn)象，以肝、腎和卵巢增重較為顯著。關(guān)于東方田鼠內(nèi)臟器官受懷孕因素的影響未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道，僅有胡忠軍等[6]在比較不同生活條件下器官指標(biāo)的初步分析中，也僅發(fā)現(xiàn)湖灘生境孕鼠(7只)與未孕鼠(7只)間腎臟指數(shù)差異達(dá)顯著水平。研究結(jié)果顯示：同一密度內(nèi)，只有肝臟重在B組即4只/籠的孕鼠和未孕鼠中表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)，其余各器官均未表現(xiàn)出此傾向，基本與胡忠軍等[6]的結(jié)果相似。

另，室內(nèi)飼養(yǎng)的東方田鼠的脾臟指數(shù)比洞庭湖區(qū)野生鼠差距很大[6]，這可能是洞庭湖區(qū)為血吸蟲(chóng)疫區(qū)，微生物和寄生蟲(chóng)對(duì)該鼠的入侵，使之產(chǎn)生免疫反應(yīng)的結(jié)果[47]。而野外條件下，長(zhǎng)爪沙鼠(Merionesunguiculatus)的心臟、肝臟等重量也有增加的趨勢(shì)，而在較為溫和的季節(jié)，重量則下降[48]。但室內(nèi)飼養(yǎng)的灰倉(cāng)鼠在心、肝、肺、脾和腎的臟器系數(shù)沒(méi)有明顯的季節(jié)變異[9]。

密度因素在種群中的繁殖、生理、生化上的作用，已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了探討，如黑線倉(cāng)鼠[14]、小家鼠[27]、小白鼠[39]、高原鼠兔[44]。不同鼠種，影響程度不同。而在室內(nèi)條件下，密度因素對(duì)東方田鼠的繁殖特性、臟器指數(shù)等的影響研究還不夠深入，具體內(nèi)容還有待進(jìn)一步的研究。

致謝：鄢湘平老師和楊玉超同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予幫助，特此致謝。

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Comparison of some internal organs of adultMicrotusfortisin different rearing density

HAN Qunhua1,2, ZHANG Meiwen2,*, GUO Cong1, SHEN Guo2, ZHOU Xunjun2, WANG Yong2, LI Bo2, XU Zhenggang2

1CollegeofLifeScience,SichuanUniversity,Chendu610064,China2DongtingLakeStationforWetlandEcosystemResearch,KeyLaboratoryofAgro-ecologicalProcessesinSubtropicalRegion,InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofSciences,Changsha410125,China

The internal organs of small mammals show phenotypic plasticity. The relative masses of organs may be affected by an animal′s growth and development, by breeding and seasonal cycles, or by habitat change. Organ masses might therefore serve as an indicator of the responses of animals to environmental conditions or to social stress. It is well-known that population density influences growth, development, breeding, and behavior of rodents but little has been reported about density-dependent effect on internal organs. The Yangtze vole (Microtusfortiscalamorum), a small herbivore species on the beaches of Dongting Lake, in Hunan Province, China, is an important rodent in this region. During the flood season, the voles escape flooded beaches by migrating across dikes to the surrounding rice fields, where they can cause serious damage to crops. This study investigated the influence of rearing density (high density as a social stressor) on the internal organs (heart, lung, liver, spleen, kidney, and adrenal gland) of the Yangtze vole. A total of 258 adult voles (sex ratio 1∶1) were randomly divided into 4 groups and reared at densities of 2, 4, 6 and 8 animals per cage. After 90 days, the masses of the internal organs were measured and the plasma cortisol concentration was determined by radioimmunoassay. Differences of organ masses at different densities were analyzed by ANCOVA with carcass mass as the covariate. Two-way ANCOVA indicated that liver mass was significantly different in both density and pregnancy condition. One-way ANCOVA revealed a very significant difference in liver mass of pregnant females at density of 4 per cage, while there were no significant differences in the masses of other internal organs between pregnant and non-pregnant voles. Except for the density-dependent effect on the liver of pregnant voles, there was no significant effect of density on the masses of any other internal organs, in either pregnant or non-pregnant voles. Two-way ANCOVA showed significant sex difference in the masses of the spleen and adrenal glands, and density-dependent of the masses of the lung, spleen and adrenal glands. One-way ANCOVA showed that mean spleen and adrenal glands mass of males was lower than that of females. One-way ANCOVA also revealed significant differences among different densities in the masses of the lung and spleen in males, and in the masses of the spleen and adrenal glands of females. No differences were observed between the sexes, or among different densities, in the masses of other organs. Although other internal organ masses showed no significant differences among densities, they all gradually increased with increasing density of population. The plasma cortisol concentration was clearly higher in males than in females within each density group. Among males, there were significant differences in plasma cortisol concentrations at different densities, but not in females. Taken together, our observations of density-dependent effect support the concept of plasticity of internal organs in response to social stress, although population density influenced different organs differentially. However, further research must be conducted into the effects of density on reproductive characteristics and organ mass.

Mictotusfortis; internal organ; density-dependent

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31170396); 中國(guó)科學(xué)院院知識(shí)創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目(KSCX-EW-N- 05); 國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD19B02)

2013- 04- 12;

日期:2014- 04- 03

10.5846/stxb201304120695

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhangmw@isa.ac.cn

韓群花，張美文，郭聰，沈果，周訓(xùn)軍，王勇，李波，徐正剛.種群密度效應(yīng)對(duì)成年?yáng)|方田鼠內(nèi)臟器官的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(3):865- 872.

Han Q H, Zhang M W, Guo C, Shen G, Zhou X J, Wang Y, Li B, Xu Z G.Comparison of some internal organs of adultMicrotusfortisin different rearing density.Acta Ecologica Sinica,2015,35(3):865- 872.