北草蜥热适应性的生理生化基础

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全球持续变暖已经成为导致全球爬行动物多样性下降的重要原因。作为外温动物,爬行类动物的行为和生理功能直接受到环境温度的显著影响,因此,开展其热适应性的研究具有重要的科学价值和现实意义。  北草蜥(Takydromus septentrionalis)属蜥蜴科(Lacertidae)草蜥属(Takydromus),分布范围跨越热带、亚热带和温带,其生理学特征沿着纬度梯度已表现出适应性变异,是研究动物如何适应温度变化的适宜对象。本文以宁德和舟山两个北草蜥种群为研究对象,测定其在相同环境条件下的行为和生理的差异,推测其适应气候变化的潜在对策。在个体水平上,测定了北草蜥的热敏感性,包括不同地理种群的耐受高温(CTmax)和耐受低温(CTmin),不同温度下的疾跑速度,在生理生化水平上,分析了线粒体特性、代谢酶活性差异,并结合不同温度下呼吸代谢数据来研究种群对热环境的适应。  研究结果表明,不同分布区的北草蜥种群的耐受高低温差异显著,舟山蜥蜴的CTmin小于宁德个体,但其CTmax大于宁德个体。两个草蜥种群从18℃到28℃疾跑速度都随着环境温度的升高而增加,但从28℃到38℃过程中随温度的升高开始下降,且在相同温度下,舟山北草蜥的跑速较宁德北草蜥快。同样,两个种群的呼吸代谢率均随着温度的升高而呈增加,舟山种群的呼吸代谢水平在不同温度水平均高于宁德种群。呼吸代谢的种群间差异与个体体重差异有关,因为,去除体重差异因素后两个种群的呼吸代谢率无显著差异。蜥蜴肝脏的线粒体蛋白浓度和呼吸代谢酶细胞色素C氧化酶(COX)的活性分析表明,宁德北草蜥的线粒体蛋白显著高于舟山北草蜥。两个地理种群北草蜥的细胞色素C氧化酶活性在一定范围内均随温度的上升而增加。在23℃到38℃的范围内,舟山种群北草蜥单位质量线粒体蛋白氧化酶活性显著高于宁德种群草蜥,但两个种群单位质量的细胞色素C氧化酶的整体活性差异则不显著。
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