我國科學家歷經十年研究發現,地球上分布最北的食葉疣猴——秦嶺金絲猴,會在夏秋兩季策略性地選擇“貼膘增肥”,以順利度過冬季嚴寒帶來的食物危機。近日,該系列研究成果連續以封面文章發表在國際生態學權威期刊《Ecography》和《Journal of Animal Ecology》上。

這個科學家團隊出自陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室,他們是西北大學生命科學學院的教授專家。4月22日,華商報記者采訪到了西北大學生命科學學院教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室副主任郭松濤。
研究成果
夏秋季攝入脂肪以補償冬季能量赤字
西北大學李保國教授帶領的秦嶺川金絲猴研究團隊經過20多年的不懈努力,在實現了秦嶺川金絲猴(以下簡稱“川金絲猴”)群體習慣化與個體識別后,對其展開了一系列的研究,以期揭開該物種適應這種特殊棲息地環境的策略。
近日,該團隊研究人員在量化野外川金絲猴全天營養攝入的基礎上,利用營養幾何模型(Geometric Framework for Nutrition)分析川金絲猴的營養調節模式,并建立了川金絲猴營養和能量收支的動態變化模型。揭示了川金絲猴作為地球上分布最北的食葉疣猴,采取特殊的營養補償和能量平衡策略以適應溫帶冬季低溫和食物短缺雙重壓力的內穩態機制,并進一步為闡明恒溫動物應對高寒高海拔環境的進化適應機制,為預測溫帶靈長類動物應對全球變化提供定量研究的模型。
通過對一個年周期內川金絲猴的取食和能量收支量化,研究者發現由于冬季需要額外能量進行體溫調控,使得川金絲猴冬季面臨101 kJ/mbm 的能量赤字。而川金絲猴應對這種能量收支短缺的主要策略是在食物充足的夏季和秋季攝入更多的碳水化合物和脂肪并以脂肪組織的形式存儲,冬季時通過定量的(102 kJ/mbm)燃燒儲存脂肪(體重下降14%)以補償這種能量赤字。除此之外,川金絲猴還采取了一系列的行為策略(包括減少移動時間和增加休息時間)和生理調整(通過皮膚血管收縮減少熱量損失而使皮膚溫度平均降低3.2℃)以減少熱散失。
結果表明,盡管川金絲猴采取了一系列的綜合內穩態對策,低溫和冬季資源限制的共同作用使得這種邊緣分布的溫帶靈長類動物接近其能量均衡閾值。該研究進一步為闡明恒溫動物應對高寒高海拔環境的進化適應機制,為預測溫帶靈長類動物應對全球變化的脆弱性提供了定量研究的模型。
科學家連線
這項研究成果傾注了三代科研人員的心血
華商報記者了解到,這項研究由陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室的西北大學生命科學學院金絲猴研團隊承擔,
4月22日,華商報記者采訪到了西北大學生命科學學院教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室副主任郭松濤。
郭松濤教授介紹,秦嶺金絲猴是食葉猴分布最北的物種,位于北溫帶高山林區區,冬天非常寒冷漫長,有5個月的“落葉期”。以“吃樹葉”為主的金絲猴如何適應寒冷地區的生活呢?通過三代科學家的長期跟蹤研究,實現對野生種群的習慣化、個體識別、食性定量、營養能量的一步步研究突破后,終于發現,秦嶺金絲猴通過“特殊”的營養攝入模式,結合能量儲存、行為適應和消化適應,應對冬天的嚴寒。“貼膘”過冬的策略,在其它動物上也有發生,如有蹄類的羊、鹿、和食肉類的熊等。
研究中發現,科研團隊所研究的金絲猴群,在夏秋季可以通過采食果實、種子增加體重,稀奇之處在于它們如何高效消化看似難以消化的樹皮樹枝這些高纖維含量的食物,并從中獲取相應的營養和能量,以迎接長達四五個月的寒冬。
這項研究表明,吃樹葉的金絲猴,是怎么從樹枝、樹皮這么難以消化的食物里,來獲得能量,從而在營養匱乏的冬天安然渡過,從而了解秦嶺金絲猴在北溫帶高山的生存策略。
講起研究歷程,郭松濤教授很是感慨,他說,這一項研究成果傾注了三代科研人員的心血,包括第一代專家李保國教授(西北大學生命科學學院教授、陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室主任)、第二代科研人員以及現在年輕的一代,野外跟蹤研究時間長達二三十年。野外定量研究相當艱難,能看到猴子實屬不易,更何況要看到猴子所吃食物。早前,科研人員與猴子距離遠,只能見到食物種類,看不到吃了多少,給研究帶來很大的難度。經過多年跟蹤,通過“習慣化”后,科研人員與金絲猴的距離近了,可以看到猴群,同時看到猴群所吃食物,并且將食物采回實驗室,對營養成分進行研究。到目前,猴群出現后,科研人員可以認出每一個個體。像這樣熟悉認識、長期跟蹤研究野生動物的科研人員,在全球來說并不多。
郭松濤教授說,根據研究,“貼膘增肥”是秦嶺金絲猴應對寒冬低溫的其中一種方式,它們可能還會通過特殊的消化能力、社群行為等其他方式,增加過冬本領。
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