陳敏， 王龍舞， 楊燦朝， 梁偉*

(1. 海南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，?？?71158; 2. 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴陽(yáng)550001)

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廣西弄崗家燕種群的卵胚胎心率

陳敏1， 王龍舞2， 楊燦朝1， 梁偉1*

(1. 海南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，?？?71158; 2. 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴陽(yáng)550001)

2014年4—7月，利用紅外胚胎心率測(cè)量?jī)x對(duì)廣西弄崗地區(qū)家燕Hirundorustica的卵胚胎心率進(jìn)行了測(cè)量。該種群的家燕在孵化的第4天才開(kāi)始出現(xiàn)卵胚胎心率，且卵胚胎心率隨孵化天數(shù)呈上升趨勢(shì)，并在第13天達(dá)到最高值(280.5 BPM±23.0 BPM，t=3.855，P<0.002)。家燕的卵胚胎心率日均增長(zhǎng)為16.1 BPM±3.4 BPM，但與其卵容量和卵質(zhì)量均不存在相關(guān)性(卵容量1.74 cm3±0.08 cm3，r=0.093，P=0.827; 卵質(zhì)量1.51 g±0.09 g，r=0.043，P=0.920)。

卵胚胎心率；家燕；廣西弄崗

鳥類的卵胚胎心率隨新陳代謝的增加而呈上升趨勢(shì)(Pearson & Tazawa，1999)。一般認(rèn)為溫度、濕度和氧氣是影響鳥類胚胎發(fā)育的重要因素(Romanoff & Romanoff，1967)。卵質(zhì)量小的種類具有相對(duì)較高的胚胎心率(Tazawaetal.，2001)。對(duì)種內(nèi)的研究表明，在同等孵化條件下，相對(duì)于較小的卵，較大的卵的孵化進(jìn)程減緩，孵化率降低(Landauer，1967)。

傳統(tǒng)的鳥類卵胚胎心率的測(cè)量方法按是否對(duì)胚胎造成創(chuàng)傷分為侵入式和非侵入式兩大類。侵入式測(cè)量法有在家雞Gallusgallus的研究中使用過(guò)的心電描記法(electrocardiography)(Hiroshi & Hermann，1986)，在崖沙燕Ripariariparia的研究中使用過(guò)的阻抗矯正器法(impedance-cardiography)(Tazawaetal.，1994)；非侵入式測(cè)量法有在家鴿Columbadomestica的研究中使用的心沖擊描記圖法(ballistocardiography)(Tazawaetal.，1994)和在鴯鹋Dromaiusnovaehollandiae研究中使用過(guò)的聲音心電圖法(acoustocardiography)(Tazawaetal.，2000)。近年發(fā)展起來(lái)的紅外線胚胎心率測(cè)量?jī)x是一種非侵入、無(wú)創(chuàng)傷且能測(cè)量到胚胎發(fā)育早期心率的新技術(shù)，已在兩棲爬行類和鳥類的胚胎發(fā)育研究中應(yīng)用(Lierzetal.，2006；Aubretetal.，2013)。但國(guó)內(nèi)有關(guān)鳥類卵胚胎心率的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，2014年4—7月，在廣西弄崗地區(qū)我們利用紅外胚胎心率測(cè)量?jī)x對(duì)該地區(qū)家燕Hirundorustica種群的卵胚胎心率進(jìn)行了測(cè)量。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

野外研究地在廣西壯族自治區(qū)弄崗地區(qū)(106°42′～107°04′E，22°13′～22°39′N)，地跨龍州和寧明兩縣，由弄崗、隴呼和隴山相互隔離的3片林地組成，總面積10 077.5 hm2。屬北熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫22 ℃，年降雨量1150～1550 mm，干、濕季明顯，80%的降雨量集中在5—9月(楊崗等，2012)。

該區(qū)域以石灰?guī)r山地居多，地形復(fù)雜，山峰林立。地帶性植被為常綠闊葉林，另有農(nóng)耕地、灌草叢、竹林和人工林等類型(黃俞淞等，2013)。

1.2 研究方法

1.2.1 鳥卵獲取 家燕在廣西弄崗地區(qū)為當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的夏候鳥，每年3—7月為其繁殖期(周放，2011)。2014年4—7月，在該地區(qū)的居民區(qū)內(nèi)尋找家燕巢。從發(fā)現(xiàn)巢開(kāi)始進(jìn)行跟蹤觀測(cè)其繁殖進(jìn)展，觀測(cè)到窩卵數(shù)不再增加的當(dāng)天，從巢中隨機(jī)選取1枚帶回室內(nèi)(n=15)，測(cè)量后放入人工孵化器內(nèi)孵化，待雛鳥孵出后將其放回原巢內(nèi)由親鳥喂養(yǎng)。所使用的小型孵化器為英國(guó)Brinsea公司生產(chǎn)，型號(hào)為Mini EX Digital Incubator。孵化條件按照多數(shù)小型雀形目鳥類設(shè)定，孵化溫度為37.5 ℃±0.5 ℃，相對(duì)濕度為55%±5%，翻卵時(shí)間為45 min/r(Deeming，2002)。

1.2.2 卵胚胎心率測(cè)量 對(duì)家燕在不同胚齡的卵分別進(jìn)行心率測(cè)量，所使用的儀器為紅外線胚胎心率測(cè)定儀(Buddy Digital Egg Monitor，Avitronics Inc.，Cornwall，England)，單位為每分鐘的心跳次數(shù)，記為BPM(beats per minute)(Edgar，2011)。胚胎心率測(cè)量從卵放入孵化器開(kāi)始，為統(tǒng)一測(cè)量時(shí)間間隔(24 h)(Deeming，2002)，同時(shí)為方便操作，我們將固定測(cè)量時(shí)間定在每天12∶00。將卵從孵化器取出，橫向放置在心率儀的半球形凹槽上，待波形穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)。心率測(cè)量后同時(shí)測(cè)量并記錄該卵的質(zhì)量。測(cè)量至卵孵出雛鳥為止。卵胚胎心率測(cè)量過(guò)程中，由于個(gè)體差異，個(gè)別胚胎在發(fā)育過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)無(wú)法測(cè)出胚胎心率的情況，因此樣本量在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)(如第6天僅測(cè)出11枚卵)。由于工作地區(qū)供電不穩(wěn)定，第11天有5枚卵因孵化器斷電而導(dǎo)致胚胎死亡，孵化中斷。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析在SPSS 16.0上進(jìn)行。卵容量計(jì)算采用Hoyt(1979)的公式，即卵容量=卵長(zhǎng)徑×卵寬徑2×0.52。個(gè)體的胚胎日均增長(zhǎng)心率(daily growth of embryonic heart rate)以個(gè)體的逐日心率增長(zhǎng)值之和除以孵卵天數(shù)來(lái)表示。卵胚胎心率和胚胎日均增長(zhǎng)心率的單位為BPM(Edgar，2011)。數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示，采用Kolmogorov-Smirnov Test對(duì)數(shù)據(jù)的正態(tài)性進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布時(shí)用Independent SampleT-Test和Pearson相關(guān)分析數(shù)據(jù)；當(dāng)不符合正態(tài)分布時(shí)，則用Mann-WhitneyUTest和Spearman相關(guān)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01表示差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所有檢驗(yàn)均為雙尾(2-tailed)。

2 結(jié)果與分析

共對(duì)15枚家燕的卵進(jìn)行孵化，其中13枚發(fā)育，2枚未發(fā)育(未受精)，樣本量n=13。在孵化的第11天，由于工作地區(qū)供電不穩(wěn)定，5枚卵因孵化器斷電而導(dǎo)致胚胎死亡。弄崗地區(qū)的家燕卵胚胎心率第1～3天均為0，從第4天開(kāi)始記錄到卵胚胎心率。卵胚胎心率隨孵化天數(shù)呈上升趨勢(shì)，并在第13天達(dá)到最高值(280.5 BPM±23.0 BPM，t=3.855，P<0.01)。通過(guò)比較相鄰2 d的卵胚胎心率均值(Day 2∶Day 1，Day 3∶Day 2，以此類推)，家燕的卵胚胎心率在第6天和第13天時(shí)增長(zhǎng)顯著(Day 6∶z=2.12，P=0.034；Day 13：z=3.855，P=0.002)，第14天的卵胚胎心率降低顯著(t=-2.671，P=0.018)(表1)。

表1 廣西弄崗地區(qū)家燕的卵胚胎心率

家燕的卵胚胎心率日均增長(zhǎng)為16.1 BPM±3.4 BPM，但與其卵容量和卵質(zhì)量均不存在相關(guān)性(卵容量:1.74 cm3±0.08 cm3，Pearson相關(guān):r=0.093，P=0.827；卵質(zhì)量:1.51 g±0.09 g，Pearson相關(guān):r=0.043，P=0.920)(圖1)。

圖1 家燕卵胚胎日均增長(zhǎng)心率與卵容量和卵質(zhì)量的相關(guān)性

3 討論

研究表明，廣西弄崗地區(qū)家燕種群的卵胚胎心率第1～3天均為0，從第4天開(kāi)始才出現(xiàn)胚胎心率。其胚胎心率總體隨孵化期的增加呈上升趨勢(shì)，并在第13天達(dá)到最高值。

有研究表明，鳥類的卵胚胎心率在前期和后期均出現(xiàn)高峰，而在兩者的間期發(fā)育反而趨于平緩(Pearsonetal.，1999)。本研究對(duì)弄崗地區(qū)家燕卵胚胎心率的監(jiān)測(cè)證實(shí)了這一點(diǎn)，其胚胎心率在前期與后期均出現(xiàn)增長(zhǎng)高峰。家雞的孵化期約為21 d，在第12天副交感神經(jīng)開(kāi)始作用于心臟(Legandeetal.，1966；Pappano，1975；Kirby & Stewart，1986)，其對(duì)心臟的抑制作用導(dǎo)致心率降低(H?cheletal.，1998；Moriyaetal.，2000)。家燕的孵化期約為15 d，在孵化中后期心率的波動(dòng)也許與此類似。

鳥類身體大小和卵容量正相關(guān)，和心率負(fù)相關(guān)，體型小的鳥類具有相對(duì)較高的心率(鄭光美，2012)，胚胎階段的研究也是類似狀況(Tazawaetal.，2001)。但種內(nèi)研究卻表明卵胚胎心率的改變與胚胎質(zhì)量增加不存在顯著相關(guān)(Tazawaetal.，1988，1998，2000)。胚胎質(zhì)量與卵質(zhì)量、卵容量顯著正相關(guān)(Shanawany，1987；Mortola & Awama，2010)，而胚胎心率改變與卵質(zhì)量、卵容量不存在顯著相關(guān)。本研究結(jié)果再次驗(yàn)證了這一點(diǎn)，即家燕的卵胚胎心率與其卵質(zhì)量、卵容量無(wú)相關(guān)性。

致謝: 廣西大學(xué)周放教授、蔣愛(ài)伍博士對(duì)本研究提供大力支持和幫助；弄崗村農(nóng)建酬一家為野外工作提供生活條件和方便；黃秋麗、胡運(yùn)高協(xié)助野外工作，謹(jǐn)致謝意！

黃俞淞, 吳望輝, 蔣日紅, 等. 2013. 廣西弄崗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)植物物種多樣性初步研究[J]. 廣西植物, 33(3): 346-355.

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Embryonic Heart Rate ofHirundorusticain Nonggang, Guangxi

CHEN Min1, WANG Longwu2, YANG Canchao1, LIANG Wei1*

(1. Ministry of Education Key Laboratory for Tropical Plant and Animal Ecology, College of Life Sciences,Hainan Normal University, Haikou 571158, China; 2. School of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China)

During the breeding season from April to July in 2014, embryonic heart rate of barn swallow (Hirundorustica) in Nonggang, Guangxi, was measured using Buddy Digital Egg Monitor. The results showed that the embryonic heart rate ofH.rusticastarted after three days of incubation, and increased with incubation time in general, with the highest of 280.5 BPM±23.0 BPM on day 13 (t=3.855,P<0.002). The daily growth of embryonic heart rate was 16.1 BPM±3.4 BPM, but there was no correlation between daily growth of embryonic heart rate and egg volume or egg mass (egg volume: 1.74 cm3±0.08 cm3,r=0.093,P=0.827; egg mass: 1.51 g±0.09 g,r=0.043,P=0.920).

embryonic heart rate;Hirundorustica; Nonggang in Guangxi

10.11984/j.issn.1000-7083.20150211

2015-06-17 接受日期：2015-09-14

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31272328, 31472013); 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(NCET-13-0761)

陳敏(1989—)， 女, 碩士研究生, 研究方向?yàn)轼B類生態(tài)學(xué)

*通信作者Corresponding author, E-mail:liangwei@hainnu.edu.cn

Q959.7

A

1000-7083(2016)01-0093-04