为研究蓝鳃太阳鱼(Lepomis macrochirus)种群生活史特征及适应性,以千岛湖蓝鳃太阳鱼种群为研究对象,于2021年3月至2023年1月逐月采集样本共3484尾,系统研究了蓝鳃太阳鱼年龄、生长、繁殖和死亡等生活史特征及适应性.结果表明:千岛湖蓝鳃太阳鱼的种群平均体长为(88±0.6)mm,平均体重为(30.42±0.53)g.其种群年龄结构简单,1-2龄的低龄个体占优势(83.97%).通过拟合幂函数方程得到体长与体重关系式为BW=1×10-5SL3.1543(N=3484,R2=0.97).另外,千岛湖蓝鳃太阳鱼具有明显的雌雄异形现象,其繁殖季节为4-9月,绝对繁殖力为(11405±921)粒/尾,相对繁殖力为(282±14)粒/g,平均卵径为(0.74±0.003)mm.最后,利用Pauly 经验公式和长度变换渔获曲线法分别估算出:自然死亡系数(M)为1.05,总死亡系数(Z)为 3.58,捕捞死亡系数(F)为2.53,种群开发率(E)为 0.71.综上,千岛湖蓝鳃太阳鱼的种群呈现出典型的 r 生活史对策,整体种群数量呈上升趋势,种群规模具有进一步扩张的潜在风险,亟需相应的管理和控制.与原产地北美及其他入侵地的种群相比,蓝鳃太阳鱼在繁殖时间及早期生长速度等的改变是其成功入侵千岛湖的关键适应性特征.研究结果补充了国内有关蓝鳃太阳鱼的种群生长特性、年龄结构和繁殖特征等基础资料,揭示了其在千岛湖入侵成功的适应性机制,为我国蓝鳃太阳鱼的入侵防控提供了重要的理论依据.

为了消除巢寄生给自身繁殖带来的不利影响,许多宿主进化出反寄生策略来提高自身的适合度.越来越多的研究表明,宿主的反寄生防御手段可能发生在其生活史周期的各个阶段.本文分别从巢、卵和雏鸟三个阶段对宿主鸟类的反寄生策略进行综述,主要包括巢防御、卵识别、雏鸟识别和雏鸟出飞阶段的防御策略及各阶段的主要研究方法,以期为深入研究鸟类的巢寄生行为提供参考.

开花基因决定植物的一年生或多年生开花习性.已在不同植物中鉴定到多个开花基因,然而关于开花基因如何驱动十字花科植物一年生与多年生生活史策略转变的进化机制仍不清楚.最近一项研究聚焦十字花科不同属的自然变异,发现3个亲缘关系密切的MADS-box类转录因子编码基因(即FLC、FLM和MAF)与其一年生/多年生习性转变相关,并解析了其分子机制,提出十字花科植物生活史策略(即多年生/二年生/一年生之间的转换)是由FLC类MADS-box基因剂量叠加所决定的连续过程.研究结果初步明确了十字花科植物一年生与多年生生活史策略转换的进化机制和轨迹,为培育多年生油菜品种奠定了理论基础,也为其它十字花科作物的多年生化遗传改良提供借鉴.

当昆虫类群表现为长生命周期k(k＞1)年时,成虫的羽化表现为非周期性、周期性和过渡周期性 3 种形式.非周期性即为成虫每年均羽化,周期性即为成虫每k年才羽化 1 次,过渡周期性为非周期昆虫逐渐进化为羽化周期性的必经阶段,不同年份羽化的同生群在密度上产生了显著差异,形成了小同生群和优势同生群.自然界中表现出完全羽化周期性的昆虫种类是较少的,但由于其高种群密度的成虫同步性羽化现象,对比非周期性昆虫更易暴发成灾.为明确周期性昆虫演化进程并为林区虫害防控提供理论指导,总结了周期性昆虫的种类和生活特性,不同年间的气候异质性、自然灾害、扩散到未分布区域、天敌、种间和种内竞争等因素均有可能成为过渡周期现象形成的最初驱动力,生活史延长、寄主-天敌互作、低温驱动效应、天敌不敏感-捕食者饱足效应、种间和种内竞争等是促使昆虫羽化周期性形成的可能机制.在林区管理实践中,应提前评估害虫羽化周期性产生的趋势和程度.当成虫表现出完全羽化周期性,应在集中羽化年份内采取见效快的综合防控策略,降低唯一同生群密度至经济阈值以下.当成虫表现出过渡周期性,应加大优势同生群防治力度、降低小同生群防治频率,以及采取天敌林间释放和保育技术以平衡天敌对目标害虫的不同发育阶段种群的控制作用大小,遏制或减缓天敌-寄主互作驱动下的周期性演化进程,逐渐实现由过渡周期阶段向非周期性的逆转.当成虫表现出非周期性,应减少专化性天敌的释放和针对害虫特定阶段的防治措施使用频率,优先选择作用于所有发育阶段且致死率不存在显著差异的防治手段,避免因人为干扰产生的周期性演化和进一步的成灾.

植物功能性状能表征其对资源的利用能力和对外界环境的响应,而水淹强度的不同使得三峡库区消落带不同高程的生境存在较大差异,因此开展不同水淹梯度下消落带植物群落生态策略及功能性状差异的研究,对全面理解植物对消落带不同生境的适应机理具有重要意义.研究选取受三峡水库水位变化影响的澎溪河流域,沿高程梯度对不同水淹强度下的植物群落及其功能性状指标进行分析.结果表明:(1)消落带植物群落处于演替的初级阶段,不同水淹梯度下的植物群落存在显著分化;(2)环境胁迫是决定消落带植物生态策略的主要因素,总体呈现较为集中的耐压策略,随着高程升高有逐渐向杂草策略转移的趋势;(3)随着高程升高,植物的高度、主茎干物质量、比根长及叶组织密度都有增大的趋势,比叶面积则相反.(4)各功能性状之间存在显著相关性,并通过形成不同的性状组合以适应不同强度水淹干扰的生境.消落带下部更倾向于投资于叶片使植物在出露期能快速获取资源和完成生活史,而消落带上部则更倾向于投资防御组织及根系以抵御干旱,研究结果可为消落带生物多样性保护及其生态系统修复提供理论依据.

越冬是全球温带和寒带地区动物生活史和演化过程的重要阶段,顺利越冬对于动物种群的繁衍与维持至关重要.肠道微生物与宿主长期共同进化并形成复杂的共生关系,在动物生长发育、健康调控及恶劣环境适应等方面发挥着重要作用.越冬动物不仅在形态、生理和行为方面发生适应性变化,其肠道微生物也发生改变,这对宿主适应低温不可或缺.近些年越冬动物肠道微生物工作日渐受到重视,鉴于肠道微生物的重要意义,本文总结和评述了4个方面内容:(1)越冬动物肠道微生物领域的研究现状.该领域发文量近年来增长快速,冬眠动物肠道微生物研究最多且更为深入.肠道微生物多样性、影响因素和群落构建机制以及肠道微生物对动物越冬的作用机制是该领域的研究热点;(2)越冬动物肠道微生物群落多样性、组成及其功能基因的变化.冬季动物肠道细菌群落以拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门为主,且多样性较夏季更低.冬眠动物肠道细菌群落的功能基因以脂肪代谢为主;(3)影响冬季动物肠道微生物群落的主要因素.肠道微生物群落与越冬宿主肠道形态和生理、物种类别、食性、越冬策略及外界环境时空和气候变化密切联系;(4)肠道微生物在动物越冬方面发挥的重要功能.肠道微生物参与宿主营养获取和能量代谢、调节宿主产热、影响宿主抗冻性及免疫力.本研究可增加人们对非生长季动物肠道微生物多样性维持及其生态功能的认识,并帮助深入思考肠道微生物及其与宿主互作机制在调控动物适应环境变化方面的潜在影响.

雌雄异株植物资源分配模式上往往表现出显著的性别二态性,但在叶片光合及功能性状上是否有差异目前仍未有定论,且与发育阶段的关系尚不明确.阐明上述问题,能够进一步了解雌雄异株植物的生理生态特征,并为理解性别对性二态植物生长发育的影响机制提供理论依据.以雌雄异株绒毛白蜡(Fraxinus velutina Torr.)为研究对象,针对不同发育阶段不同性别植株进行光合特征及叶功能性状测定,采用双因素方差分析了不同发育阶段下雌雄植株光合能力及叶功能性状的性别间差异,采用Pearson检验了雌雄植株各叶功能性状之间的相关性,并采用标准化主轴分析(Standardized major axis regression,SMA)分析不同性别植株净光合速率与叶功能性状的相关性.结果表明性别和发育阶段显著影响植物个体的光合能力和叶功能性状.总体而言,雄树在坐果期和果实成熟期均表现出更强的净光合速率(Pn)、更高的比叶面积(SLA)、叶绿素含量(Chl)和叶氮含量(LNC);而雌树在果实膨大期表现出更强Pn、SLA和Chl.雌雄性别内Pn与SLA、Chl和LNC间均呈显著正相关(P＜0.05),雄树的SLA vs.Pn的斜率大于雌树(P＜0.05);Chl vs.Pn的关系在性别间不显著(P＞0.05);雄树的LNC vs.Pn的斜率大于雌树(P＜0.05).SMA结果表明雄树的光能利用效率和光合氮素利用效率高于雌树,雌树将更多的生物量和氮素用于非光合作用过程,但两者的光吸收率并无差异.结果表明绒毛白蜡雌雄个体的生活史策略不同,在不同发育阶段中的光合特征及叶功能性状上存在显著的性别二态性.

河流是一个连续而整体的系统,大型河流中的鱼类物种组成沿河流纵向随环境梯度的分异而变化.本研究采用从长江上游金沙江起点直门达至下游入海口的168种淡水鱼类分布数据,根据鱼类的体型、形状、食性和生活史策略划分功能群,利用层次聚类分析和排序分析方法研究了长江干流鱼类功能群分布格局及其对不同尺度的环境因子的适应性.结果显示,长江干流鱼类功能群的分布存在一级和二级的空间分异:一级分异以龙开口为分界点;而二级分异以石鼓、龙开口和白鹤滩坝下为分界点.自上游到下游,鱼类功能群的变化规律是:体型从小型过渡到中型和大型,形状从仅有纺锤形和圆柱形过渡到出现侧扁形,食性从杂食性过渡到更多样性的食性,生活史策略从机会策略过渡到周期策略和均衡策略.鱼类功能群的分布格局是适应不同尺度环境因子空间分异的结果:在大尺度的整条长江干流中,与气候特征相关的海拔和气温是主导影响因素;而随着研究的空间尺度缩小,与地形特征相关的河段坡降的影响显现,在中尺度的I-1段中作为主导.本研究对认识长江干流的鱼类空间分布规律以及环境适应性特征具有参考意义.

为探究氨对蚌类早期生活史阶段的毒性效应,研究分别以褶纹冠蚌(Cristaria plicata)的钩介幼虫及稚蚌为实验对象开展了24h和48h的急性毒性实验.结果表明:氨对褶纹冠蚌钩介幼虫的24h半致死浓度(LC50)为0.63 mg NH3-N/L(NH3,分子氨)和78 mg TAN7.0,20℃/L(TAN7.0,20℃,pH 7.0水温20℃时即标准化的总氨氮);氨对褶纹冠蚌稚蚌的48h LC50为0.60 mg NH3-N/L和104 mg TAN7.0,20℃/L;上述阈值高于已有研究中氨对其他淡水蚌类的毒性阈值;褶纹冠蚌钩介幼虫对氨氮的耐受性低于稚蚌,二者均低于幼蚌,因此褶纹冠蚌更早期生活史阶段对氨的耐受性更低.相关研究结果可完善氨对蚌类毒性的理解,为水体氮管理策略的制定和蚌类保护提供一定科学依据.

为了探讨自交植物黄花大苞姜(Caulokaempferia coenobialis)对石壁附生这一特殊生境的生态适应,对其不同物候期和不同生境的生殖分配进行了对比研究.结果表明,在生殖生长过程中,黄花大苞姜种群用于营养生长的生物量分配占有绝对优势,而用于生殖的生物量分配比例较小(<13%).在黄花大苞姜各构件的生物量分配中,根茎和叶的比重较大(24.22%～43.25%).在光线较弱生境中的种群,为了提高资源获取能力,黄花大苞姜分配到叶的比重明显高于光线较强的种群,而分配给根茎的比例却明显低于光线较强的种群.随着物候期的推移,黄花大苞姜生殖分配的比例不断增加,到果期达到最大值.不同种群间和年度间黄花大苞姜分配给生殖构件的比例没有显著差异,推测其生殖分配可能受遗传因素控制.个体大小与根茎生物量呈极显著线性函数同速生长,而与生殖分配在云天海种群没有表现出相关性,在上坪和天堂顶种群表现为同速生长关系,但决定系数小于 40%.因此,黄花大苞姜能有效调节其在不同生境的生物量分配以适应石壁附生的特殊生境,在光线较弱的种群提高叶的生物量分配并降低根茎的生物量分配以提高资源的获取能力.整体上投资到营养构件的生物量占比高达87%以上,生殖构件在居群间和年度间均保持稳定.这种繁殖策略,一方面较高的营养构件投资可以获得更多的资源,另一方面稳定的生殖投资可以保证种群的延续,各构件相互协调以更好适应石壁这一资源匮乏的生境.