环境温度对社鼠能量需求和食物同化的影响

研究简报

Notes

环境温度对社鼠能量需求和食物同化的影响

鲍毅新①　杜卫国②　林　治①　胡柏驿①　池帮荣①　陈孝端①

(①浙江师范大学生命与环境科学学院,浙江金华321004)

(②杭州师范学院生物学系,杭州310036)

关键词　社鼠　温度　摄入能　消化率　同化率

　　小型哺乳动物为维持体温、活动和繁殖等生命活动需要持续稳定的能量来源,然而,野生动物的

获能受到许多环境和生理因子的影响。其中,温度无疑是影响哺乳动物获能策略最重要的环境因子之一,环境温度变化可影响动物的能量需求(Grossetal.,1985),进一步影响其消化道的形态和生理功能(Sibly,1981;Grossetal.,1985;Bozinovicetal.,1990;Wunder,1992)。

社鼠(Niviventerconfucianus)广泛分布于南方林区。野外季节环境中社鼠确实存在消化道大小的变化(杜卫国等,1998),这种季节变化的原因可能是多方面导致的,如温度、食物质量及动物本身的生理状态等。本文旨在通过测定不同环境温度下社鼠的能量需求、消化率和同化率,探讨社鼠能量代谢的特征及环境温度对社鼠食物消化和同化的影响。

术分别检验数据正态性和方差均一性。经检验,数据符合参数分析的要求,其中的百分比数据经反正弦转换后进行统计分析。差异显著性采用重复测量方差分析。文中数据以平均数±标准误(Mean±SE)来表示,差异显著性水平设置在α=0105。

2　结　果

在17℃～32℃的温度范围内,社鼠的干物质消耗量(DMI)、摄入能(EI)都随着环境温度(Ta)的升高而下降(表1),方差分析显示组间有显著差异(干物质摄入量:F(3,24)=13149,P<010001,能量摄入:F(3,24)=13150,P<010001)。22℃以下较低温环境中,社鼠的能量需要明显高于温和(27℃)或相对较高的温度(32℃);本实验中,社鼠的能量需要在17℃时最高,32℃时最低,17℃时的干物质摄入量和能量摄入都是32℃时的117倍。同样,在17℃～32℃的环境温度范围内,社鼠的消化能(DE)和同化能(AE)也随着温度的上升而下降(表2)。但在该温度范围内,社鼠对食物的消化率(F(3,24)=1171,P>0119)和同化率(F(3,24)=0141,P>0174)却没有明显的变化。

表1　社鼠在不同温度下的干物质消耗及能量摄入

Table1　Drymatterconsumptionandenergyintakeatdifferentambienttemperatures(Ta)inNiviventerconfucianus温度Ta

17℃22℃27℃32℃

1　材料和方法

实验动物社鼠捕自金华北山(119°38′E,29°

13′N),选择健康非孕个体7只,3♀4♂,平均体重(4316±015)g,以花生米为食物(干重热值:28178KJ/g)。

实验于1999年5月采用食物平衡法在代谢笼内完成(Drozdzetal.,1975)。野外捕获的社鼠在室温下适应性饲养5天后开始实验。实验从低温开始,温度梯度依次为17℃、22℃、27℃和32℃。单只动物放入代谢笼内,不加巢材,每天定时投喂足量的食物和水,24h后仔细收集剩余食物,粪便,尿,并在65℃恒温下烘至恒重后称重,每一温度连续测定3天,能值用湖南长沙长兴高教仪器设备公司生产的微电脑控制热量计测定。

我们用Kolmogorov2Smironov和F2max统计技

　2000201219收稿,2000205208修回

动物数

n

干物质摄入量

Drymatterintake

(g/animal/day)316±0122131254±0115321540±0119421156±01176

能量摄入

Energyintake(KJ/animal/day)107143±614494176±414673196±516562180±5115

7777

　第一作者简介　鲍毅新,男,43岁,硕士,教授。研究方向:动物生态学。E2mail:baoyixin@telekbird.com.cn

　　598动　　物　　学　　报

表2　社鼠在不同温度时的消化能及同化能

Table2　Energydigestionandassimilationatdifferentambienttemperatures(Ta)inNiviventerconfucianus

47卷

温度Ta

17℃22℃27℃32℃

动物数

n

消化能(KJ/animal/day)

Digestedenergy102182±611790140±411670177±516060146±5106

消化率(%)

Digestibility95171±012695142±011595154±013796121±0125

同化能(KJ/animal/day)

Assimilatedenergy98101±519985148±412367105±514957101±4191

同化率(%)

Assimilationrate91120±012690113±016190138±019590159±0159

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表3　社鼠在不同温度下随粪便和尿损失的能量

Table3　Energylossfromfaecesandurineatdifferentambienttemperatures(Ta)inNiviventerconfucianus

温度Ta

17℃22℃27℃32℃

动物数

n

粪便能(KJ/animal/day)

Faecesenergy4161±01404136±01313119±01172133±0116

占摄入能百分率(%)

Proportioninenergyintake

4129416041313171

尿能(KJ/animal/day)

Urineenergy4181±01254192±01423173±01583145±0126

占摄入能百分率(%)

Proportioninenergyintake

4148511951045149

7777

　　对表3进行统计分析得知,在17℃～32℃之

间,不同温度条件下社鼠的粪便损失能差异非常显著(F(3,24)=14144,P<010001);随尿损失能的差异也显著(F(3,24)=3152,P<0105)。较低的

)中随尿损失的能量高于较高温度(17℃和22℃)。温度(27℃和32℃

当不考虑其它因子的影响时,食物摄入量的增加必

然导致食物在消化道内的停留时间缩短,食物周转时间降低,从而导致食物消化率降低。但实际上社鼠的消化率没有下降,这提示消化道容积或消化生理学可能发生变化,以维持相对较高的消化率。杜卫国等(1998)发现社鼠的消化道大小确实存在季节变化。Hammond等(1991)也发现草原田鼠在5℃时摄食量明显高于23℃,但消化率却维持不变,并认为消化道形态的变化可能是主要的适应方式。其他一些野外和实验室证据都表明环境压力(低温、食物质量下降等)明显影响动物的消化道形态,如消化道大小(Grossetal.,1985;Greenetal.,1987;Wunder,1992;王德华等,1995),肠道绒毛形态学(Barry,1976;Grossetal.,1985;Woodall,1987)。

结果表明,环境温度确实影响社鼠的能量需要,在一定的温度范围内,社鼠能进行自我调节,以维持相对恒定的消化和同化能力,社鼠可能正是通过这种适应调节方式来获得较高的消化能力以满足不同胁迫条件下(如冬季的寒冷和食物低劣)的能量需求。此外,进一步研究极限高低温下社鼠的能量代谢特征将有助于深入阐述其进化适应策略。

3　讨　论

社鼠的能量需要随温度下降而升高,当环境温度适宜时,动物体内温度与体外温度的差距较少,社鼠为维持体内温度所需的能量(体温调节能耗)大大减少,食物摄入量减少。当环境温度相对较低时,动物体温调节价将升高,能量需求必然增加,食物摄入量增加。此外,由于摄入能与消化能和同化能之间有直接的相关性。因此,消化能与同化能也随温度下降而升高。实验室和野外证据都表明小型哺乳动物低温环境下能量需求较高(Grossetal.,1985;Bozinovicetal.,1990)。

)内,社在一个较宽的温度范围(17℃～32℃鼠的消化率和同化率基本维持恒定。社鼠在较低的

环境温度下,摄食量明显增加,17℃时的干物质摄入量是32℃时的117倍。对小型哺乳动物而言,

　　5期鲍毅新等:环境温度对社鼠能量需求和食物同化的影响599

参　考　文　献(References)

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　　600动　　物　　学　　报47卷

外　文　摘　要(Abstract)

EFFECTOFTEMPERATUREONENERGYREQUIREMENT

ANDFOODASSIMILATIONINCHINESEWHITE2BELLIED

RAT(NIVIVENTERCONFUCIANUS)

BAOYi2Xin①　DuWei2Guo②　LINZhi①

HUBo2Yi①　CHIBang2Rong①　CHENXiao2Duan①

(①CollegeofLifeandEnvironmentalSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua　321004,Zhejiang,China)

(②DepartmentofBiology,HangzhouNormalCollege,Hangzhou　310036,China)

NiviventerconfucianusisacommonspeciesofrodentinSouthChina.Wedesignedanexperimentalproto2

coltodeterminetheinfluenceoftemperatureonenergyrequirementandfoodassimilationoftheN.confu2

cianus.Inourfeedingtrials,fourexperimentaltemperatureswereapplied:17℃,22℃,27℃and32℃.The

energyrequirementsofN.confucianusunderdifferenttemperaturewere:107143±6144KJ/animal/day(17℃),94176±),73196±),and62180±4146KJ/animal/day(22℃5165KJ/animal/day(27℃5115KJ/

),respectively.Moreover,theenergyintake,digestedandassimilatedenergyofN.confu2animal/day(32℃

cianusdecreasedwithtemperatureincrease.However,nosignificantdifferencesondigestibilityandassimilation

rateofN.confucianuswerefoundamongfourexperimentaltemperatures.Itindicatedthat,duringarangeofparticulartemperatures,N.confucianusmightmaintainrelativelyhighdigestibilitybychangeofdigesttractmorphology.

Keywords　Chinesewhite2belliedrat(Niviventerconfucianus),Temperature,Energyintake,Digestibility,

Assimilation