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高原鼠兔通过代谢抑制和取食牦牛粪便在世界屋脊上越冬

  由中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国科学院动物研究所和中国科学院西北高原生物研究所研究人员组成的研究团队,历时13年刚刚完成了一项关于生活在中国青藏高原的神秘小型哺乳动物——高原鼠兔生存策略的研究工作。该工作于本周发表在美国科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)上,文章表明,高原鼠兔越冬时不仅可下调其能量需求,还能利用非常规的食物资源,即取食其竞争对手牦牛的粪便。 

 

  高原鼠兔不能冬眠,因此它们的生存策略十分有趣,尤其在当前全球气候变化的大背景下,动物将如何调整生存策略?此外,因为鼠兔作为牧业害兽与家养牦牛存在食物竞争关系,这些信息对饲养牦牛的藏区牧民的经济发展也具有重要意义。 

 

  青藏高原平均海拔约4000 ,该地区氧分压很低,冬季还会发生极端低温,这对动物的生存共同构成了独特而严酷的挑战。此外,冬季牧草也变得极度的干燥且适口性很差。 

 

  本研究测定了两个野生鼠兔种群的每日能量消耗,发现鼠兔在冬季的能量消耗降低了约30%。为了搞清楚鼠兔如何实现如此低的能耗水平,研究团队对鼠兔的野外活动情况进行了录像,并在鼠兔腹腔埋置了温度时间记录器。获得的数据表明,鼠兔并不冬眠,但它们会降低体温,而且天气越冷体温下降的幅度越大。 

 

  在家养牦牛密度高的区域,还观察到鼠兔个体取食牦牛粪便的现象,鼠兔胃内容物中发现了牦牛的DNA也进一步确认了这种取食粪便的行为。据作者介绍,牦牛粪便作为鼠兔的食物资源,更加容易获得也更加容易消化,从而能降低鼠兔取食的代价;这也解释了为什么有牦牛的区域鼠兔的数量也更多,而通常认为牦牛和鼠兔之间存在食物竞争关系。 

 

  论文作者遗传发育所John Speakman研究员介绍:“本研究从15年前的一个小项目开始,起初我们以为这是个相对简单的问题,即高原鼠兔如何越冬存活?但实际情况比我们最初的预想更加复杂,其中包括这个非常有趣的发现:它们居然取食牦牛粪便。我猜测这是鼠兔为了生存,而在困难时刻做了它们不得不做的事情。” 

 

  共同通讯作者西北高原生物研究所张堰铭研究员介绍:“在过去的几十年,过度放牧引起了青藏高原草场的退化后,高原鼠兔和其他小哺乳动物经常发生种群暴发的情况,然而其机制却不清楚。我们这些有趣的发现表明,高原鼠兔聪明的利用牦牛粪便作为食物,来应对常规食物的短缺,并成功地将冬季存活率提高到94%-96%。” 

 

  共同通讯作者动物研究所王德华研究员介绍:多年来,我们一直对高原鼠兔适应极端环境(寒冷和低氧)的生理学很感兴趣。其中有一些很有趣的问题,例如这种小型非冬眠兔形目动物,度过漫长而寒冷冬季的能量来源是什么?在本研究中,我们取得了一些出人意料的结果:高原鼠兔在寒冷季节可通过降低体温、代谢水平和减少活动来大幅度减少能量消耗,更有趣的是高原鼠兔在严酷的时期能利用牦牛的粪便来作为额外的能量来源。 

    

图:野外生存高原鼠兔。迟庆生摄 

 

[video:高原鼠兔采食牦牛粪便(1)]
   

视频:高原鼠兔采食牦牛粪便